Transcript 圓盤電極法

3.細胞計數片之模具製作
微細槽之加工法
1.機械加工
-鑽石劃線(5-10um之V型溝槽)
-鑽石切割(20um~,最小刀厚15um,粒徑2-4um)
2.放電加工
-線切割法(最小線徑20-30um)
-線電極法 (最小線徑2.5um~)
-薄電極法(最小厚度5um~)
-圓盤電極法(最小厚度5um~)
傳統微細槽之放電加工法
線電極
切割線
薄電極
工件
工件
工件
(A)線切割法
(B)線電極法
(A)缺點
(B)缺點
(C)缺點
*最小線徑0.02-0.03mm受限.
*線電極消耗大.
*薄電極夾持不易.
*微細槽形狀受限.
*加工時電極補償不易.
*排屑不易.
*加工效率低.
*加工效率低.
(C)薄電極法
微細圓盤電極加工技術-WEDG
切割線
微細圓盤電極之加工順序如下:
線電極
d
D
t
L
※微細圓盤電極加工法
切割線
wire guide
線電極
※有開口之wire-guide
(A)端面加工:線電極端面平坦化及獲知
端面之相對座標位置。
(B)側面加工:除去線電極側面因旋轉時
產生的偏心量,決定電極外
徑大小以及電極長度L。
(C)圓盤加工:沿著電極側面軌跡行走,加
工出所需的圓盤電極形狀,
並決定其厚度、有效加工
外徑T=(D-d)/2、形狀等。
※所謂的有效加工外徑:加工微細槽時,
圓盤電極進給的有效深
度。
圓盤電極加工特性(參數設定)
Gr（H）圓盤電極加工參數設定
放電極性
圓盤電極(正)、線電極(負)
放電電壓
130V、110V、90V、70V
放電電容
3000pF、1500pF、1000pF、
600pF
主軸轉速
4000 rpm
進給速率
F=0.1 mm/min
電極材料
ψ0.9mm，Gr / Ti / WC
線電極
ψ30μm，鎢線
加工液種
類
煤油（英國BP EDM EF 200）
加工深度
h＝0.2 mm
圓盤尺寸
D=ψ858μm ，d=ψ458μm
h
d
D
圓盤電極材料選用
石墨
密度（g/cm³）
彈性係數（kgf/㎝2）
2.25
122.45
鈦
4.507
碳化鎢
15.5
1.177 × 106
7.2 ×106
1953
3140
熔點（K）
3923
熱膨脹係數 × 10-6 （℃）-1
1.2~8.2
8.35
3.7~5.7
25
21.9
55
熱傳導度（W/m-K）
電阻係數（Ω-㎝）
144
粒度（μm）
10
2.0×10-6
*
＊
0.5 ~ 1
微細圓盤電極加工實例
5μm
240μm
※多片式 (40片)
8μm
※單片式
圖1、加工完成之各種微細圓盤電極
材料:超硬合金(WC)
※側視圖局部放大
圓盤電極加工特性(粗糙度)
碳化鎢(WC)圓盤電極表面粗糙度
粗糙度(Raμm)
0.2
600
1000
1500
3000
0.15
0.1
0.05
0
70
90
110
放電電壓(V)
鈦(Ti)圓盤電極表面粗糙度
粗糙度(Raμm)
0.2
600
1000
1500
3000
0.15
0.1
0.05
0
70
90
110
放電電壓(V)
130
130
圓盤電極加工特性(粗糙度)
Gr
WC
Ti
微細圓盤放電加工法
放電加工特性
加工時間 短路次數
(次)
(sec)
石墨
（Graphite）
短
少
純鈦
（Titanium）
長
多
碳化鎢
（WC）
中
中
放電間隙
(μm)
表面粗度
表面裂痕
(Ra μm)
尚可
佳
(7.25~10.25)
(0.0214)
穩定
尚可
(7.5~9.25)
(0.0671)
穩定
尚可
(8.5~9.5)
(0.0569)
無
無
無
加工速率
*10-6
(mm3/ sec)
快
(117.2~138.2)
慢
(25.93~75.47)
中
(32.95~109.1)
加工效率
(%)
佳
(95)
劣
(20~50)
尚可
(20~70)
微細圓盤之細槽放電加工法
圓盤電極
材料Cu
工件
微細槽加工示意圖
加工完成之微細槽
圖十、由左至右分別為石墨、純鈦、碳化鎢電極加工之溝槽外形
微細圓盤之細槽放電加工法
Gr
Ti
WC
三種不同電極材料加工微溝槽之底部表面狀態(40V,600pF)
20um
材料SUS304
加工完成微細槽之側視圖(左)及上視圖(右)
20um
細胞計數片之模具製作
實用醫療器材股份有限公司委託製作
10mm
15um
1mm
3mm
3
B
A
10
mm
mm
mm
1
25um
槽深: 30um
細胞計數片設計示意圖(左圖為模仁,右圖為A區之放大)
細胞計數片A區模仁(上圖)
超微細段差加工技術
240 μｍ
10 μｍ
超微細段差加工
上下段精度 0.28μｍ
横方向精度 1.0 μｍ
角度半径Ｒ 10μｍ以下
加工方法
加工時間
ワーク材質
使用工具
微細段差加工
６時間（無垢から加工）
超硬
ＳＤ２５００
SHS-80 ハイレシプロテーブル 成形研削
盤