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登錄砂漿線切割的案例
日本高鳥研發出新型碳化硅功率半導體方向的切割設備,可用于10吋晶圓
新型多線切割設備可切割直徑為10吋的晶圓
與硅基功率半導體相比,碳化硅材料功耗更低,預計在電動汽車(EV)等方向的需求有望進一步增長。晶圓尺寸越大,可以切割出的芯片數量就越多,因此晶圓廠家紛紛致力于向大尺寸晶圓“邁進”,如今已經從6吋向8吋(為6吋的1.8倍)過渡。
在碳化硅生產流程中,碳化硅襯底制備是最核心環節,技術壁壘高,難點主要在于晶體生長和切割。單晶生長后,將生長出的晶體切成片狀,由于碳化硅的莫氏硬度為9.2,僅次于金剛石,屬于高硬脆性材料,因此切割過程耗時久,易裂片。實現切割損耗小、并且切割出厚度均勻、翹曲度小的高質量SiC晶片是目前面臨的重要技術難點。
20 世紀 80 年代以前,高硬脆材料一般采用涂有金剛石微粉的內圓鋸進行切割。由于內圓鋸切割的切縫大、材料損耗多,且對高硬脆材料的切割尺寸有限制,從 20 世紀 90 年代中期開始,切縫窄、切割厚度均勻且翹曲度較低的線鋸切割方式逐步發展起來。線鋸切割以鋼線做刃具,主要分為游離磨料(砂漿線切割)和固結磨料切割(金剛石線鋸切割技術)兩類。
目前,碳化硅晶棒的切割技術有:金剛石線切割(固結磨料線鋸切割)、砂漿線切割(游離磨料線鋸切割)、激光切割。線鋸切割技術成熟,是主流切割技術。
高鳥家為砂漿線切割工藝,此次研發的多線切割設備(Multi Wire Saw)可以從直徑為10吋的硅棒(Ingot)上同時切割出多片晶圓。據悉,高鳥已經獲得了部分海外客戶的大額訂單。
“我們此次研發的新款設備具備可擴展功能,可滿足客戶更多需求,如零部件的自動更換等”(高鳥松田武晴社長),以此提升客戶工廠的“少人化”效率、減少產生人為操作失誤。
此外,高鳥還研發了一款名為“GLAPPING-SiC”的集研磨、拋光于一體綜合型設備。
展開 線切割加工的工件又變形了,咋辦?
線切割加工工件變形的原因
將一根竹子從中間劈開,竹片兩半都會變彎,大半彎得少,小半彎得多。這就是材料本身會有應力,劈開的過程打破了材料原有應力的平衡狀態,通過變形來恢復平衡。線切割加工工件變形也是同樣的道理,其切割過程打破了工件原有的應力平衡狀態。
線切割加工的變形大小與工件的結構有關系。窄長形狀的凹模、凸模易產生變形,其變形的大小與形狀復雜程度、長寬比等有關系;壁厚較薄的工件容易產生變形。
如果變形非常小,在加工要求的精度范圍以內,這種變形幾乎可以忽略不計。但如果變形超出了加工精度要求,會使尺寸出現明顯偏差,影響工件的加工形狀。
造成變形的原因是多方面的,譬如,材料問題、熱處理問題、結構設計問題、工藝安排問題及線切割時工件的裝夾和切割路徑選擇問題等等。這些多方面的原因將導致材料內部應力作用發生變形。
展開 線切割加工單價常規計算方法!
線切割在現在的生產加工中,使用得很常見。在計算價格的過程中,通常會使用加工面積來報價。所以經??吹接腥藛枺?em>線切割加工多少錢一平方。不過在線切割加工中,會有這樣一條規定,那就是厚度如果小于20mm的,加工的費用會按照20mm來計算。大于20mm的,就是按照實物來進行計算。
從工時上計算線切割的價格:加工費的計算是普通快走絲形成500mm以下為5元每小時,大于500mm的為8—10元每小時、斜度小于5度的為8元每小時,大于5度的為12元每小時。中走絲為15元每小時。
從面積上計算線切割的價格:快走絲常規的生產為0.3元每平米,(注:如果出現大斜度、加工工序繁雜的就另行計算)。中走絲一般為1元每平米,(注:如遇到加工方法復雜的情況,可適當提高報價)。
線切割加工費的計算
線切割分為快走絲與慢走絲, 普通線切割一般按線割面積算,工件高度也高相應價也會高。慢走絲的價格大概是普通線切割的10倍左右。
慢走絲加工在江浙地區一般按每小時60元(切割平均效率40-60mm/min),但精度高一點的模具切割要到80元,因為一旦報廢需要陪付材料費。
1、單件或者小批量的加工
線切割加工費=(切割截面面積/1200)*5 注:1小時線切割1200平方毫米,一般收費5元。
2、大批量:價格可以略低于這個標準
加工時間計算:所需要時間=加工截面積/(1200-1800),注:1200—1800是一個可以進行調節的參數,不過大部分的加工都會選擇1500這個中間數,這樣在乘以每小時加工費 就可以得出大批量加工的價格。
快絲的話有的可以0.01元/mm,也有0.005元/mm,也有10元/小時的加工費用計算。
展開 數控知識:線切割變形問題處理方法
硬質合金齒形凸模的切割工藝處理:
1、一般情況下,凸模外形規則時,線切割加工常將預留連接部分(暫停點,即為使工件在第1次的粗割后不與毛坯完全分離而預留下的一小段切割軌跡線)留在平面位置上,大部分精割完畢后,對預留連接部分只做一次切割,以后再由鉗工修磨平整,這樣可減少凸模在中走絲線切割上的加工費用。硬質合金凸模由于材料硬度高及形狀狹長等特點,導致加工速度慢且容易變形,特別在其形狀不規則的情況下,預留連接部分的修磨給鉗工帶來很大的難度。
因此在中走絲線切割加工階段可對工藝進行適當的調整,使外形尺寸精度達到要求,免除鉗工裝配前對暫停點的修磨工序。由于硬質合金硬度高,切割厚度大,導致加工速度慢,扭轉變形嚴重,大部分外形加工及預留連接部分(暫停點)的加工均采取4次切割方式且兩部分的切割參數和偏移量(Offset)均一致。第1次切割電極絲(鉬絲)偏移量加大至0.15—0.18mm,以使工件充分釋放內應力及完全扭轉變形,在后面3次能夠有足夠余量進行精割加工,這樣可使工件最后尺寸得到保證。
具體的工藝分析如下:
(1)預先在毛坯的適當位置用穿孔機或電火花成形機加工好Φ1.0—Φ1.5mm穿絲孔,穿絲孔中心與凸模輪廓線間的引入切割線段長度選取5—10mm。
(2)凸模的輪廓線與毛坯邊緣的寬度應至少保證在毛坯厚度的1/5。
(3)為后續切割預留的連接部分(暫停點)應選擇在靠近工件毛坯重心部位,寬度選取3—4mm(取決于工件大小,)。
(4)為補償扭轉變形,將大部分的殘留變形量留在第1次粗割階段,增大偏移量至0.15—0.18mm。后續的3次采用精割方式,由于切割余量小,變形量也變小了。
展開 
激光切割、水切割、等離子切割、線切割的區別和對比
線切割加工
電火花線切割機(Wire Electrical Discharge Machining簡稱WEDM),屬電加工范疇,電火花線切割加工(Wire cut Electrical Discharge Machining,簡稱WEDM),有時又稱線切割。線切割可以分為快走絲線切割,中走絲線切割,慢走絲線切割。快走絲電火花線切割的走絲速度為6~12 m/s,電極絲作高速往返運動,切割精度較差。中走絲電火花線切割是在快走絲線切割的基礎上實現變頻多次切割功能,是近幾年發展的新工藝。慢走絲電火花線切割的走絲速度為0.2m/s,電極絲做低速單向運動,切割精度很高。
應用范圍對比
激光切割機的應用范圍很廣,無論金屬、非金屬,都可以切割,切割非金屬,如布料,皮革等可以用CO2激光切割機,切割金屬可以用光纖激光切割機。板材變形小。
水切割屬于冷態切割,無熱變形,切割面質量好,無須二次加工,如需要也很容易進行二次加工。水切割可以對任何材料打孔、切割,切割速度快,加工尺寸靈活。
等離子切割機可用于不銹鋼、鋁、銅、鑄鐵、碳鋼等各種金屬材料切割,等離子切割有明顯的熱效應,精度低,切割表面不容易再進行二次加工。
線切割是只能切割導電物質,切割過程中需要有切削冷卻液,所以向紙張、皮革等不導電、怕水、怕切削冷卻液污染的料就切不了了。
切割厚度對比
激光切割碳鋼在工業上的應用一般為20mm以下。切割能力一般40mm以下。不銹鋼工業應用一般在16mm以下,切割能力一般在25mm以下。而且隨著工件厚度的增加,切割速度明顯下降。
展開 ABAQUS 磚塊砂漿填充墻的開裂模擬 ¥46.67
磚塊砂漿填充墻的開裂模擬
混凝土框架內的填充墻,往往為磚塊結合砂漿的形式,在墻體受荷變形的情況下,容易產生磚塊間的裂縫,磚塊的斷裂以及墻體的開裂。該例子主要展示該類型填充墻的開裂情況模擬,具體模擬效果參考下圖:
動態效果圖:
GF攜DMP Flex 350金屬3D打印機和CUT AM500線切割設備亮相20201 TCT
該設備具有以下特點:
打印期間持續保持低氧的純凈環境(<25 ppm)
優異的微觀組織,極高的材料密度
可重復、高穩定性的機械性能
機床相互之間一致的高精度
已深入開發激光3D打印參數
CUT AM500線切割設備
△GF加工方案的線切割設備CUT AM500
CUT AM500由于采用了臥式切割的方式,因此從根本上避免了夾線的產生,CUT AM500具有510*510*510mm的切割尺寸,最大承重500kg,可以滿足當前絕大部分金屬3D打印零件的切割需求。此外,底部的零件收集籃,可以保護零件,防止零件下落后潛在的破損風險。
CUT AM500還可以與GF旗下的rConnect安全遠程診斷和支持系統連接,能夠確保設備始終處于最佳的工作狀態,快速遠程技術支持和故障排除。一套rConnect遠程支持系統,可以支持所有GF的加工設備。
GF渦輪增壓器制造的完整解決方案
△3D打印渦輪增壓器
其它金屬3D打印應用樣件欣賞
【2000張高清照片】5月26日-28日TCT 3D打印大會,技術、設備、材料、軟件、應用全面報道,請進入微信小程序2021TCT 3D打印大會現場報道·南極熊。或者直接下載安裝【南極熊3D打印】手機APP。
展開 2023廣州混凝土及砂漿展覽會
由廣東省砂石分會、廣州市混凝土行業協會、廣東鴻威國際會展集團有限公司共同主辦以“綠色低碳,智造未來”為主題的“2023第3屆世界混凝土及砂漿展暨全球混凝土行業元宇宙供應鏈平臺”于2023年8月14-16日在廣州廣交會展館舉辦。同期舉辦:2023世界預拌砂漿展暨產業延伸推廣論壇、2023世界混凝土外加劑大會暨應用技術大賽、2023世界混凝土供應鏈大會暨混凝土攪拌站交流會、2023武漢理工大學中山研究院”混凝土智造技術論壇。
組委會將貫徹落實綠色低碳循環發展經濟體系和粵港澳大灣區發展規劃綱要政策,積極協助混凝土及砂漿行業協會、媒體、研究院、建科院、攪拌站等共同組織策劃行業交流活動,搭建混凝土及砂漿行業全產業鏈交流合作平臺。同時也將通過鴻威集團自主研發的云展動力-數字孿生精準獲客平臺,通過行業領先的AI三維建模技術,在互聯網云端重現整個企業,充分發揮云展動力的人工智能、云計算、大數據等領域的核心技術優勢,24小時不間斷全方位展示企業全場景,為供采雙方創造互利共贏的新商機。
【砼展看點】
一、強強聯合打造線上線下新砼展
為了進一步擴大鴻威混凝土展暨砂漿展,擴大品牌影響力,助力混凝土及砂漿企業綠色智造發展、低碳轉型升級,組委會將與粵港澳大灣區各地混凝土及砂漿、外加劑、建筑材料等行業協會,共同組織策劃技術培訓、論壇活動,并組織混凝土攪拌站、干混砂漿攪拌站、建筑工程商、建站工程商等組團參觀展會、參加活動。同時組委會也將通過行業媒體直播平臺,同步直播展會現場展商產品、技術培訓及論壇活動。
展開 ABAQUS基于切片掃描的三維混凝土細觀模型(骨料、砂漿、ITZ)重建
本案例介紹在ABAQUS內基于真實混凝土試件的切片圖像重建包含骨料、砂漿、ITZ三相材料在內的三維混凝土細觀模型。
首先將混凝土試件進行切片,并掃描獲取切片后的圖像文件,可采用BatchImageCropper 批量圖像裁剪軟件僅保留混凝土圖像的有效部分。
為控制細觀混凝土模型在ABAQUS三維重建后的總單元數量,通過BatchImageResizer批量圖像縮放軟件對混凝土切片掃描圖像降低分辨率。
為在掃描圖像中將砂漿基體與骨料進行精確區分,通過BatchImageColorReducer 批量圖像減色軟件將混凝土切片圖像處理為兩種顏色,白色為骨料部分,黑色為砂漿基體。
通過BatchImageEdge 批量圖像邊界軟件將界面過渡區ITZ部分添加到混凝土切片掃描圖像中。
在ABAQUS內采用CT2Model3D Multi-Material插件,選擇添加邊界后的文件夾內的任意一張圖像,即可基于背景網格方式完成包含骨料、砂漿、ITZ在內的三維混凝土細觀有限元模型重建。
下篇文章將介紹通過混凝土損傷塑性材料模型對重建后的混凝土試件進行受壓模擬。
展開 基于COMSOL完成混凝土凍融數值模擬(3D砂漿、2D隨機骨料(ITZ)) ¥898
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<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202401/attachment/4a5405fd554942d2909e3c60e9f1f5b7.png" style="text-align: center">
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展開 ABAQUS細觀混凝土周期性邊界(PBC)表征體元(REV)界面層(ITZ)及砂漿塑性損傷(CDP)模擬
本案例在Abaqus內采用Random Sphere RVE 3D(Mesh)V1.0 – AbyssFish插件進行建模,建立的混凝土細觀結構代表性體積單元(Representative Volume Element, RVE)在幾何上具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC),包含砂漿、骨料-水泥界面過渡區(Interfacial Transition Zone, ITZ)、骨料三相材料。
案例中砂漿采用混凝土塑性損傷本構模型(Concrete Damaged plasticity Model, CDP),骨料-水泥界面過渡區采用弱化的砂漿模型。
對代表體單元施加單軸壓縮荷載工況,對模型提交分析并查看結果。
從模擬結果反映出混凝土的損傷首先發生在骨料與水泥的界面過渡區,并向沿著界面過渡區向砂漿基體周圍擴散。
編輯
混凝土表征體單元最終會因產生貫穿裂紋而發生破壞。
展開 
COMSOL細觀混凝土砂漿及界面過渡區受壓損傷破壞
建立砂漿、骨料、界面過渡區(ITZ, Interface Transition Zone)的混凝土細觀模型對于深入理解混凝土材料的性能及其損傷破壞機理至關重要。本案例介紹在COMSOL內建立包含多邊形骨料及ITZ的混凝土細觀模型,并對其受壓損傷破壞進行研究。
隨機多邊形骨料混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模,將模型中的骨料、ITZ、基體分別另存為dxf格式文件。此CAD樣圖也可在以下鏈接中下載獲取。
CAD隨機多邊形顆粒
將導出的dxf文件依次導入到COMSOL內,并通過布爾操作形成混凝土細觀模型。
對模型進行材料指定,對骨料、砂漿、ITZ分別設置對應密度、楊氏模量及泊松比,同時設置損傷參數,并對模型進行網格劃分。
模型下表面設置為固定約束,上表面指定位移,模擬混凝土試塊受壓狀態,提交計算完成研究。
展開 COMSOL混凝土細觀模型骨料、砂漿、ITZ水化熱溫度變化分析
建立砂漿、骨料、界面過渡區(ITZ, Interface Transition Zone)的混凝土細觀模型對于深入理解水化熱溫度變化對混凝土材料的影響及其溫度應力導致的內應力損傷至關重要。
本案例介紹在COMSOL內通過球體粗骨料顆粒的堆積算法,建立包含骨料、ITZ、水泥砂漿在內的三相材料混凝土細觀三維模型,并進行混凝土內水化熱溫度變化的分析。
圓柱容器內的球體骨料堆積模型采用CAD球體密堆積_圓柱體試件3D V1.1版本插件建模生成,模型中的骨料通過球體重力堆積及二次振搗密實模擬,建立更加符合實際骨料分布狀態的混凝土細觀模型。
在AutoCAD內將骨料、ITZ、砂漿三部分分別導出為iges格式文件后導入到COMSOL內形成裝配建立混凝土細觀模型。
添加固體傳熱物理場并對混凝土細觀中的三組分分別設置材料屬性,完成網格劃分。
根據實際工況設置合理的初始條件及邊界后,添加瞬態研究并完成混凝土細觀模型的水化熱溫度變化仿真分析。
展開 《原創》ANSYS/ls-dyna考慮骨料、砂漿、ITZ細觀混凝土模型動態劈裂數值模擬 ¥100
《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型,并采用“背景投影法(網格映射法)”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》一文中建立了考慮界面層(ITZ)、骨料、砂漿的三相混凝土模型,并采用“背景投影法(網格映射法)”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
3.《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層(ITZ)、骨料、砂漿的三相混凝土模型,并采用“背景投影法(網格映射法)”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
相比均質有限元模型,非均質有限元模型的仿真結果可信度更高,仿真效果更好,與實際破壞情況更為吻合,該方法具有廣泛的運用前景,可用于靜態力學試驗、動態力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。
展開 ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機在砂漿環境下掘進的巖石破碎模擬 ¥66.67
ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機在砂漿環境下掘進的巖石破碎模擬
采用顯示動力學分析:
該模型模擬盾構機在砂漿中掘進的巖石破碎,采用耦合歐拉拉格朗日法模擬砂漿環境下,盾構機刀盤與巖石之間的相互作用,巖石應力達到破碎時采用單元刪除技術消除掉已失去抵抗力的巖石。砂漿模擬為歐拉體,巖石及盾構機刀盤為拉格朗日體,其中盾構機刀盤模擬為剛體。
所建模型:
模擬的盾構機刀盤及所切割的巖石
刀盤及巖石的邊界條件
盾構機刀盤及所切割巖石的單元劃分
盾構機刀盤及巖石所處砂漿環境的網格劃分
模擬的結果:
掘進時的動態效果(隱藏泥漿及盾構機刀盤)
模擬后的結果(隱藏泥漿及盾構機刀盤)
隱藏掉泥漿及盾構機刀盤后巖石破碎時的應力分布
隱藏掉泥漿及盾構機刀盤后巖石破碎時的等效塑性應變分布
模擬動態效果圖(展示成無網格的半模型,含泥漿)
砂漿及巖石在盾構機擾動下的應力分布圖
砂漿及巖石在盾構機擾動下的等效塑性應變分布圖
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