Контакт

Сверхточная оптическая обработка имеет основополагающее значение для производства высокопроизводительных компонентов для смартфонов, аэрокосмических систем, полупроводников и современных устройств обработки изображений. По мере того, как производство стремится к нанометровой точности, контроль температуры становится критически важным фактором обеспечения стабильности и повторяемости. В этой статье представлен обзор сверхточной оптической обработки, тенденций рынка, типового оборудования и растущей роли прецизионных охладителей для поддержания точности обработки.

1. Что такое сверхточная оптическая обработка?
Сверхточная оптическая обработка — это передовой производственный процесс, сочетающий сверхточные станки, высокоточные измерительные системы и строгий контроль окружающей среды. Целью этой технологии является достижение субмикронной точности формы и нанометровой или субнанометровой шероховатости поверхности. Эта технология широко применяется в производстве оптики, аэрокосмической технике, обработке полупроводников и прецизионном приборостроении. Отраслевые показатели
* Точность формы: ≤ 0,1 мкм
* Шероховатость поверхности (Ra/Rq): нанометровый или субнанометровый уровень

2. Обзор рынка и перспективы роста
По данным YH Research, мировой рынок сверхточных систем обработки достиг 2,094 млрд юаней в 2023 году и, как ожидается, вырастет до 2,873 млрд юаней к 2029 году.
В рамках этого рынка сверхточное оптическое оборудование для обработки оценивалось в 880 млн юаней в 2024 году, а прогнозируемый среднегодовой темп роста составит 1,17 млрд юаней к 2031 году при среднегодовом темпе роста 4,2% (2025–2031).
Региональные тенденции
* Северная Америка: Крупнейший рынок, на долю которого приходится 36% мировой доли
* Европа: Ранее доминировал, но теперь постепенно смещается
* Азиатско-Тихоокеанский регион: Быстрый рост благодаря мощным производственным возможностям и внедрению технологий

3. Основное оборудование, используемое для сверхточной оптической обработки
Сверхточная обработка основана на высокоинтегрированной технологической цепочке. Каждый тип оборудования способствует повышению точности формовки и финишной обработки оптических компонентов.

(1) Сверхточная одноточечная алмазная токарная обработка (SPDT)
Функция: Обработка пластичных металлов (Al, Cu) и инфракрасных материалов (Ge, ZnS, CaF₂) с использованием инструмента из натурального монокристаллического алмаза, что позволяет выполнять формовку поверхности и структурную обработку за один проход. Основные характеристики
* Шпиндель на воздушных подшипниках и линейные двигатели
* Достигает Ra 3–5 нм и точности формы < 0,1 мкм
* Высокая чувствительность к температуре окружающей среды
* Требует точного управления охладителем для стабилизации шпинделя и геометрии станка

(2) Система магнитореологической финишной обработки (MRF)
Назначение: Использует жидкость, управляемую магнитным полем, для локальной полировки на нанометровом уровне асферических, произвольных и высокоточных оптических поверхностей.
Основные характеристики
* Линейно регулируемая скорость съема материала
* Достигает точности формы до λ/20
* Отсутствие царапин и подповерхностных повреждений
* Генерирует тепло в шпинделе и магнитных катушках, требуя стабильного охлаждения

(3) Интерферометрические системы измерения поверхности
Назначение: Измерение отклонения формы и точности волнового фронта линз, зеркал и оптических элементов произвольной формы.
Основные характеристики
* Разрешение волнового фронта до λ/50
* Автоматическая реконструкция и анализ поверхности
* Бесконтактные измерения с высокой повторяемостью
* Чувствительные к температуре внутренние компоненты (например, гелий-неоновые лазеры, ПЗС-датчики)

4. Почему водоохладители необходимы для сверхточной оптической обработки
Сверхточная обработка чрезвычайно чувствительна к температурным колебаниям. Тепло, выделяемое шпиндельными двигателями, полировальными системами и оптическими измерительными приборами, может вызвать структурную деформацию или расширение материала. Колебание температуры даже на 0,1°C может повлиять на точность обработки.
Прецизионные охладители стабилизируют температуру охлаждающей жидкости, отводят избыточное тепло и предотвращают тепловой дрейф. Благодаря стабильности температуры ±0,1°C или лучше, прецизионные охладители обеспечивают стабильную производительность на субмикронном и нанометровом уровне при обработке, полировке и измерениях.

5. Выбор охладителя для сверхточного оптического оборудования: шесть ключевых требований
Для высококлассных оптических станков требуется больше, чем просто стандартные охлаждающие устройства. Прецизионные охладители должны обеспечивать надежный контроль температуры, чистую циркуляцию и интеллектуальную системную интеграцию. Серии TEYU CWUP и RMUP разработаны для этих сложных задач и обладают следующими возможностями:
(1) Сверхстабильный контроль температуры
Стабильность температуры варьируется от ±0,1°C до ±0,08°C, что способствует поддержанию точности шпинделей, оптики и конструктивных компонентов.
(2) Интеллектуальное ПИД-регулирование
ПИД-алгоритмы быстро реагируют на изменения тепловой нагрузки, минимизируя выбросы и поддерживая стабильную работу.
(3) Чистая, устойчивая к коррозии циркуляция
В таких моделях, как RMUP-500TNP, используется фильтрация с размером ячеек 5 мкм для снижения содержания примесей, защиты оптических модулей и предотвращения образования накипи.
(4) Высокая производительность насоса
Высокопроизводительные насосы обеспечивают стабильный расход и давление для таких компонентов, как направляющие, зеркала и высокоскоростные шпиндели.
(5) Интеллектуальное подключение и защита
Поддержка RS-485 Modbus обеспечивает мониторинг и дистанционное управление в режиме реального времени. Многоуровневая сигнализация и самодиагностика повышают безопасность эксплуатации.
(6) Экологичные хладагенты и сертифицированное соответствие
В чиллерах используются хладагенты с низким ПГП, включая R-1234yf, R-513A и R-32, соответствующие требованиям ЕС по фторсодержащим газам и программе SNAP Агентства по охране окружающей среды США.
Сертифицированы по стандартам CE, RoHS и REACH.

Заключение
По мере того, как сверхточная оптическая обработка становится всё более точной и с более жёсткими допусками, точный контроль температуры становится незаменимым. Высокоточные охладители играют важнейшую роль в подавлении теплового дрейфа, повышении стабильности системы и обеспечении производительности современного оборудования для обработки, полировки и измерений. В перспективе ожидается, что интеграция интеллектуальных технологий охлаждения и сверхточного производства будет продолжать развиваться параллельно, отвечая требованиям оптического производства нового поколения.