Machine de sciage multi-fils pour saphir/SiC/Quartz
La machine de sciage multi-fils pour saphir est un dispositif d'usinage de précision conçu pour les matériaux durs et cassants (par exemple, saphir, carbure de silicium, quartz, verre optique). Elle utilise un mouvement de va-et-vient à grande vitesse de centaines de fils recouverts de diamant pour réaliser une découpe efficace des lingots. Avec moins de galets de guidage (généralement 3 à 5), le système améliore la stabilité et la rentabilité. Adapté aux lingots jusqu'à Φ300mm, il permet la découpe simultanée de 800 à 1 200 plaquettes par cycle, atteignant une tolérance d'épaisseur de ±0,02 mm et une rugosité de surface Ra < 0,5μm. Les applications couvrent les substrats LED, les plaques de recouvrement pour l'électronique grand public, les fenêtres militaires, et plus encore.
Comparé aux scies multi-fils traditionnelles, cet appareil utilise un contrôle de tension en boucle fermée (plage de 10 à 30 N) et des systèmes d'enfilage intelligents, améliorant l'utilisation du fil de 40 % et réduisant les coûts des consommables de 30 %, tout en répondant aux exigences d'efficacité, de stabilité et d'économie.
Principes de fonctionnement de la machine de sciage multi-fils pour saphir
1. Système d'entraînement multi-fils
- Le moteur principal entraîne des ensembles de roues actives (diamètre Φ300 à 500 mm), formant un réseau en boucle fermée avec 300 à 800 fils diamantés à des vitesses allant jusqu'à 1 000 m/min.
- 7 servomoteurs coordonnent le mouvement (déroulement/enroulement du fil, enfilage, broche, tension, alimentation, oscillation) avec une précision de ±0,005 mm.
2. Mécanisme de coupe à haute tension
- Les capteurs de tension en boucle fermée (échantillonnage à 1 kHz) ajustent dynamiquement le couple du servomoteur, maintenant les fluctuations de tension < ±2 %.
- Détection de rupture de fibre optique avec une réponse <10 ms déclenche l'arrêt automatique et la localisation des défauts.
3. Système de contrôle intelligent
- L'architecture API Inovance + servo prend en charge ≥100 paramètres de processus prédéfinis (vitesse, tension, vitesse d'avance).
- L'écran tactile de 10,1 pouces affiche l'état du réseau de fils en temps réel, les courbes de tension, la consommation d'énergie et les journaux des défauts (suivi historique).
4. Refroidissement et filtration
- Le refroidissement haute pression (0,5 à 1,5 MPa) avec une filtration de 5μm assure une température de la zone de coupe <35°C.
- Système de liquide de refroidissement à base d'eau à concentration automatique (précision de ±0,5 %).
Avantages techniques de la machine de sciage multi-fils pour saphir
| Catégorie |
Détails techniques |
Avantages |
| Conception structurelle |
Châssis en acier Q345B avec optimisation par éléments finis (fréquence naturelle >80 Hz) |
Amélioration de la résistance aux vibrations de 50 % ; fonctionnement stable en milieu très humide. |
| Précision de contrôle |
7 servomoteurs + codeurs absolus 17 bits (répétabilité de ±0,002 mm) |
Correspondance précise de l'orientation cristallographique (par exemple, coupe face C/R). |
| Système de tension |
Contrôle en double boucle (boucles de courant + de position ; fluctuation <±0,3 N) |
Taux de rendement de 99,5 % ; pertes dues à la rupture du fil <0,1 %. |
| Adaptabilité du processus |
Gestionnaire de recettes pour les préréglages des matériaux (par exemple, dureté du saphir 2000HV) |
Changement de matériau en 3 minutes ; réduction des pertes dues aux coupes d'essai. |
| Fonctionnalités intelligentes |
Intégration Ethernet/IP avec les systèmes MES ; contrôle d'accès à 3 niveaux |
Téléchargement des données OEE en temps réel ; conformité aux normes de l'industrie 4.0. |
| Rentabilité |
Consommation de fil de 0,8 à 1,2 m par tranche (fil Φ0,25 mm) ; |
30 % d'utilisation de fil en moins ; changement rapide du diamètre du fil (0,15 à 0,45 mm). |
Paramètres techniques de la machine de sciage multi-fils pour saphir
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Alimentation électrique
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Système triphasé à cinq fils avec une capacité de 380 V CA et 50 A
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Consommation d'énergie
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Moins de 25 kVA
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Vitesse de la broche
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400-1200 m/min
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Course d'élévation de la table de travail
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200 mm
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Vitesse d'avance de la table de travail
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0 mm-1000 mm/h
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Angle de balayage
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±8º
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Taille de travail MAX
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350 X 200 X 200 mm
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Capacité de la bobine de fil
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20 km
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Diamètre du fil
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∅0,1-∅0,28 mm
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Axes de longueur effective du diamètre extérieur du rouleau
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160 mm X 350 mm X 3 bandes
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Nombre de volants
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8 pièces
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Poids net de la machine
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5500 kg
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Taille de travail MAX
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350 X 200 X 200 mm
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Applications de la machine de sciage multi-fils pour saphir
1. Industrie des LED:
- Substrats en saphir de 2 à 6 pouces (épaisseur de 80 à 350 μm) pour les puces Micro-LED.
- Substrats à motifs (PSS) avec Ra <0,2μm.
2. Électronique grand public:
- Verres de protection de montres intelligentes (épaisseur de 0,3 à 0,8 mm ; <10μm d'écaillage des bords).
- Protections d'objectifs d'appareils photo de smartphones.
3. Optique et défense:
- Fenêtres infrarouges (0,5 à 5 mm ; parallélisme <0,01 mm).
- Flans en saphir pour radômes de missiles (résistance aux chocs thermiques >1000°C).
4. Semi-conducteurs:
- Plaquettes épitaxiales 4H-SiC (TTV <5μm).
- Découpe de plaquettes GaN (voilage <30μm).
5. Recherche:
- Saphir flexible ultra-mince (<50μm).
- Composants de forme complexe (rayon min. R0,5 mm).
Principaux avantages de la machine de sciage multi-fils pour saphir
1. Stabilité:
- Répétabilité de ±0,002 mm ; voilage <0,02 mm.
- Taille maximale de la pièce : 260×260×250 mm.
- Les servomoteurs Huagong garantissent la fiabilité.
2. Efficacité énergétique:
- Le système de recyclage de l'eau minimise les déchets solides.
- Puissance servocommandée : 27,2 kVA (consommation horaire de 3 %).
3. Rentabilité:
- La coupe à double position double l'efficacité.
- Support de processus intégré (formation, dépannage).
4. Leadership en matière de prix:
- <1>
- Retour sur investissement rapide ; réduction des risques opérationnels.
Machine de sciage multi-fils pour saphir FAQ
Q1 : Quels sont les principaux avantages des scies multi-fils pour saphir ?
A1: Découpe en lots à haut débit (800 à 1 200 plaquettes par cycle), tolérance d'épaisseur de ±0,02 mm et rugosité de surface Ra <0,5μm, idéal pour les applications de haute précision comme les substrats LED et les fenêtres militaires.
Q2 : Comment traiter la coupe de saphir non circulaire ?
A2: Optimiser les paramètres de coupe (vitesse/tension du fil) et l'alignement du maillage du fil, en veillant à ce que le diamètre de la roue de guidage soit >300 mm pour minimiser la distorsion du fil diamanté.
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