अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग आणि प्रिसिजन चिलर्सची आवश्यक भूमिका

स्मार्टफोन, एरोस्पेस सिस्टीम, सेमीकंडक्टर आणि प्रगत इमेजिंग उपकरणांसाठी उच्च-कार्यक्षमता घटक तयार करण्यासाठी अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग मूलभूत आहे. उत्पादन नॅनोमीटर-स्तरीय अचूकतेकडे वाटचाल करत असताना, स्थिरता आणि पुनरावृत्तीक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी तापमान नियंत्रण एक महत्त्वाचा घटक बनतो. हा लेख अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग, त्याचे बाजारातील ट्रेंड, विशिष्ट उपकरणे आणि मशीनिंग अचूकता राखण्यासाठी प्रिसिजन चिलर्सचे वाढते महत्त्व यांचे विहंगावलोकन प्रदान करतो.

१. अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग म्हणजे काय?
अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग ही एक प्रगत उत्पादन प्रक्रिया आहे जी अल्ट्रा-प्रिसिजन मशीन टूल्स, उच्च-अचूकता मापन प्रणाली आणि कठोर पर्यावरणीय नियंत्रण यांचे संयोजन करते. त्याचे ध्येय सब-मायक्रोमीटर फॉर्म अचूकता आणि नॅनोमीटर किंवा सब-नॅनोमीटर पृष्ठभाग खडबडीतपणा प्राप्त करणे आहे. हे तंत्रज्ञान ऑप्टिकल फॅब्रिकेशन, एरोस्पेस अभियांत्रिकी, सेमीकंडक्टर प्रक्रिया आणि प्रिसिजन इन्स्ट्रुमेंटेशनमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.

उद्योग बेंचमार्क
* फॉर्म अचूकता: ≤ ०.१ μm
* पृष्ठभागाची खडबडीतपणा (Ra/Rq): नॅनोमीटर किंवा सब-नॅनोमीटर पातळी

२. बाजाराचा आढावा आणि वाढीचा अंदाज
YH रिसर्चनुसार, २०२३ मध्ये अल्ट्रा-प्रिसिजन मशीनिंग सिस्टीमची जागतिक बाजारपेठ २.०९४ अब्ज RMB पर्यंत पोहोचली आणि २०२९ पर्यंत ती २.८७३ अब्ज RMB पर्यंत वाढण्याची अपेक्षा आहे.
या बाजारपेठेत, २०२४ मध्ये अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग उपकरणांचे मूल्य ८८० दशलक्ष युआन होते, २०३१ पर्यंत ते १.१७ अब्ज युआनपर्यंत पोहोचण्याचा अंदाज आहे आणि ४.२% सीएजीआर (२०२५-२०३१) राहील.

प्रादेशिक ट्रेंड
* उत्तर अमेरिका: सर्वात मोठी बाजारपेठ, जागतिक वाटा 36% आहे.
* युरोप: पूर्वी वर्चस्व गाजवणारा, आता हळूहळू बदलत आहे
* आशिया-पॅसिफिक: मजबूत उत्पादन क्षमता आणि तंत्रज्ञानाच्या अवलंबनामुळे वेगाने वाढ होत आहे

३. अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंगमध्ये वापरले जाणारे मुख्य उपकरण
अल्ट्रा-प्रिसिजन मशीनिंग अत्यंत एकात्मिक प्रक्रिया साखळीवर अवलंबून असते. प्रत्येक उपकरणाचा प्रकार ऑप्टिकल घटकांना आकार देण्यास आणि पूर्ण करण्यात उत्तरोत्तर उच्च अचूकतेत योगदान देतो.

(१) अल्ट्रा-प्रिसिजन सिंगल-पॉइंट डायमंड टर्निंग (एसपीडीटी)
कार्य: डक्टाइल धातू (Al, Cu) आणि इन्फ्रारेड पदार्थ (Ge, ZnS, CaF₂) मशीन करण्यासाठी, पृष्ठभाग आकार देणे आणि स्ट्रक्चरल मशीनिंग एकाच पासमध्ये पूर्ण करण्यासाठी नैसर्गिक सिंगल-क्रिस्टल डायमंड टूल वापरते.

महत्वाची वैशिष्टे
* एअर-बेअरिंग स्पिंडल आणि रेषीय मोटर ड्राइव्ह
* Ra 3–5 nm आणि फॉर्म अचूकता 0.1 μm पेक्षा कमी मिळवते
* पर्यावरणीय तापमानाला अत्यंत संवेदनशील
* स्पिंडल आणि मशीन भूमिती स्थिर करण्यासाठी अचूक चिलर नियंत्रण आवश्यक आहे.

(२) मॅग्नेटोरिओलॉजिकल फिनिशिंग (MRF) सिस्टम
कार्य: अ‍ॅस्फेरिक, फ्रीफॉर्म आणि उच्च-परिशुद्धता ऑप्टिकल पृष्ठभागांसाठी स्थानिकीकृत नॅनोमीटर-स्तरीय पॉलिशिंग करण्यासाठी चुंबकीय-क्षेत्र-नियंत्रित द्रवपदार्थाचा वापर करते.

महत्वाची वैशिष्टे
* रेषीयरित्या समायोज्य सामग्री काढण्याचा दर
* λ/20 पर्यंत फॉर्म अचूकता प्राप्त करते
* कोणतेही ओरखडे किंवा पृष्ठभागावरील नुकसान नाही.
* स्पिंडल आणि चुंबकीय कॉइलमध्ये उष्णता निर्माण करते, ज्यामुळे स्थिर थंडपणाची आवश्यकता असते.

(३) इंटरफेरोमेट्रिक पृष्ठभाग मापन प्रणाली
कार्य: लेन्स, आरसे आणि फ्रीफॉर्म ऑप्टिक्सच्या स्वरूपातील विचलन आणि तरंगफ्रंट अचूकतेचे मोजमाप करते.

महत्वाची वैशिष्टे
* वेव्हफ्रंट रिझोल्यूशन λ/50 पर्यंत
* स्वयंचलित पृष्ठभाग पुनर्बांधणी आणि विश्लेषण
* अत्यंत पुनरावृत्ती करण्यायोग्य, संपर्क नसलेले मोजमाप
* तापमान-संवेदनशील अंतर्गत घटक (उदा., हे-ने लेसर, सीसीडी सेन्सर)

४. अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंगसाठी वॉटर चिलर का आवश्यक आहेत?
अति-परिशुद्धता मशीनिंग थर्मल व्हेरिएशनसाठी अत्यंत संवेदनशील असते. स्पिंडल मोटर्स, पॉलिशिंग सिस्टम आणि ऑप्टिकल मापन साधनांद्वारे निर्माण होणारी उष्णता स्ट्रक्चरल डिफॉर्मेशन किंवा मटेरियल एक्सपांडेशनला कारणीभूत ठरू शकते. ०.१°C तापमानातील चढ-उतार देखील मशीनिंग अचूकतेवर परिणाम करू शकतात.
अचूक चिलर शीतलक तापमान स्थिर करतात, अतिरिक्त उष्णता काढून टाकतात आणि थर्मल ड्रिफ्ट रोखतात. ±0.1°C किंवा त्याहून अधिक तापमान स्थिरतेसह, अचूक चिलर मशीनिंग, पॉलिशिंग आणि मापन ऑपरेशन्समध्ये सातत्यपूर्ण सब-मायक्रॉन आणि नॅनोमीटर-स्तरीय कामगिरीला समर्थन देतात.

५. अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल उपकरणांसाठी चिलर निवडणे: सहा प्रमुख आवश्यकता
उच्च दर्जाच्या ऑप्टिकल मशीनना मानक कूलिंग युनिट्सपेक्षा जास्त आवश्यक असते. त्यांच्या अचूक चिलरना विश्वसनीय तापमान नियंत्रण, स्वच्छ परिसंचरण आणि बुद्धिमान सिस्टम एकत्रीकरण प्रदान करावे लागते. TEYU CWUP आणि RMUP मालिका या प्रगत अनुप्रयोगांसाठी डिझाइन केल्या आहेत, ज्या खालील क्षमता देतात:

(१) अति-स्थिर तापमान नियंत्रण
तापमान स्थिरता ±0.1°C ते ±0.08°C पर्यंत असते, ज्यामुळे स्पिंडल्स, ऑप्टिक्स आणि स्ट्रक्चरल घटकांमध्ये अचूकता राखण्यास मदत होते.

(२) बुद्धिमान पीआयडी नियमन
पीआयडी अल्गोरिदम उष्णतेच्या भारातील फरकांना जलद प्रतिसाद देतात, ओव्हरशूट कमी करतात आणि स्थिर ऑपरेशन राखतात.

(३) स्वच्छ, गंज-प्रतिरोधक अभिसरण
RMUP-500TNP सारख्या मॉडेल्समध्ये अशुद्धता कमी करण्यासाठी, ऑप्टिकल मॉड्यूल्सचे संरक्षण करण्यासाठी आणि स्केल बिल्डअप रोखण्यासाठी 5 μm फिल्ट्रेशन समाविष्ट केले जाते.

(४) मजबूत पंपिंग कामगिरी
हाय-लिफ्ट पंप मार्गदर्शक, आरसे आणि हाय-स्पीड स्पिंडल्स सारख्या घटकांसाठी स्थिर प्रवाह आणि दाब सुनिश्चित करतात.

(५) स्मार्ट कनेक्टिव्हिटी आणि संरक्षण
RS-485 मॉडबससाठी समर्थन रिअल-टाइम मॉनिटरिंग आणि रिमोट कंट्रोल सक्षम करते. बहु-स्तरीय अलार्म आणि स्व-निदान ऑपरेशनल सुरक्षितता वाढवतात.

(६) पर्यावरणपूरक रेफ्रिजरेंट्स आणि प्रमाणित अनुपालन
चिलर कमी-GWP रेफ्रिजरंट्स वापरतात, ज्यात R-1234yf, R-513A आणि R-32 यांचा समावेश आहे, जे EU F-गॅस आणि US EPA SNAP आवश्यकता पूर्ण करतात.
CE, RoHS आणि REACH मानकांनुसार प्रमाणित.

निष्कर्ष
अल्ट्रा-प्रिसिजन ऑप्टिकल मशीनिंग उच्च अचूकता आणि कडक सहनशीलतेकडे प्रगती करत असताना, अचूक थर्मल नियंत्रण अपरिहार्य बनले आहे. उच्च-प्रिसिजन चिलर थर्मल ड्रिफ्ट दाबण्यात, सिस्टम स्थिरता सुधारण्यात आणि प्रगत मशीनिंग, पॉलिशिंग आणि मापन उपकरणांच्या कामगिरीला समर्थन देण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. पुढे पाहता, पुढील पिढीच्या ऑप्टिकल उत्पादनाच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी बुद्धिमान शीतकरण तंत्रज्ञान आणि अल्ट्रा-प्रिसिजन उत्पादनाचे एकत्रीकरण एकत्रितपणे विकसित होत राहण्याची अपेक्षा आहे.