汽车行业的Precitech解决方案

在这次采访中，技术副总裁Jeff Roblee和工程总监Ed Freyenhagen谈论了超精密加工在汽车工业中的关键应用，以及使其成为可能的技术。

为什么你们的客户现在开始更多地使用超精密制造技术用于汽车应用?

汽车公司正在开发许多新功能到他们的产品中，以增强它们和增加功能。这些新功能中的许多都需要或可以通过使用超精密制造技术来改善。

这些新的应用有哪些?超精密是如何为它们带来价值的?

我们通常看到的最有趣的汽车应用程序是平视显示器(hud)。新的应用包括用于自动驾驶车辆的激光雷达(光探测和测距)系统的红外光学，动物和人的探测系统。

此外，汽车现在也配备了需要成像光学的倒车和停车辅助摄像头。其他应用也正在通过超精密制造技术得到改进，例如用于增强内部照明、信号灯边框和前照灯光学的led。

使用超精密制造技术制造这些类型的零件与使用传统加工方法制造它们会产生哪些挑战?

对于更常见的超精密应用，如红外和成像光学，第一个挑战是成本。在汽车市场上的竞争力需要更低的成本，这意味着它们需要更快地生产。这使得编程成为一项挑战。

此外，我们将工具编程到1nm的超精度，大多数CAD系统不会创建这种精度的程序。对于自由曲面的应用，其表面不能用公式定义，需要CAD模型。许多LED照明和信号灯边框应用的自由形状推动了现有CAD工具的极限。由于这些原因，必须发展先进的方法。

什么超精密制造技术可以用来更快地制造零件?

车削过程比铣削过程快得多，两种技术想到，可以受益于车削自由曲面。第一种是快速刀具伺服(FTS)。

这种制造方法以主轴和轴位置的协调运动快速移动刀具，允许零件更快地被制造。第二种是自适应控制技术(ACT)软件。当你以协调的方式移动机床的轴以制造一个自由形式(非旋转对称)的零件时，机器的动态误差会导致偏离最终零件的理想形状。

ACT是一种学习算法，用于检测和消除这种制造方法中的可重复错误。Precitech的FTS和ACT软件都比传统技术更快地制造零件。

在您上面提到的应用程序中，如何克服与CAD系统精度相关的编程挑战?

DIFFSYS软件历史上一直用于创建刀具路径的所有品牌的超精密机床已经在自由形式领域取得了几个进展。

其中之一就是集成工具，允许程序员使用CAD模型中定义的曲面上的点云来创建工具路径。这对于光学方程无法轻易定义的自由曲面是至关重要的。

通常用于制造汽车模具的材料是什么?钢可以使用吗?

传统上，由于钢是一种黑色金属，不能用钻石来加工。然而，由于钢的硬度，有很多原因，使它在成型过程中抗损坏。通常使用镀镍钢或铝，它们不那么坚固。

另一方面，最近在超声波辅助加工方面的进展已经开始改变只有有色金属才能被金刚石加工的传统规则。

超精密机床应用于汽车的关键技术是什么?

正如杰夫提到的，车削操作的两个关键技术是快速刀具伺服(FTS)和自适应控制技术(ACT)。一个杰夫没有提到的是超精密铣削，这是另一种方法，使自由形状的模具需要前灯光学。对于某些模具模式，由于金刚石工具形状的物理限制，可能需要铣削而不是更快的车削过程。

关于快速刀具伺服(FTS)和铣削技术，在制造头灯模具时应注意哪些关键因素?

对于FTS应用来说，速度和精度是最重要的。具有30g的峰值加速度和完全集成的编程和操作界面，Precitech快速工具伺服与Fastcom III控制在这两个领域都有好处。铣削的过程是一样的，速度和精度是关键的考虑因素。

Levicron铣削主轴最高转速80000 rpm，比其他超精密铣削主轴更快。它具有极高的热稳定性和低误差运动，使其精确。

如何自适应控制技术(ACT)使平视显示模具制造更好?

在XZC车削中，通常被称为慢刀或慢滑伺服，机床的动态误差可能是显著的。通过减慢速度，这些错误减少了。然而，速度慢会降低生产率，从而增加成本。此外，由于温度循环影响机器的精度，还可以引入热误差。

这主要是针对那些需要花费很长时间去创造的部分，如自由形式。最终，ACT减少了XZC车削应用程序中机器的动态误差，允许您比没有ACT的情况下运行得更快，这有明显的好处。

这就是我们将这种方法称为XZC转向而不是使用“慢”这个词的原因之一。有了ACT，它不需要很慢。

当涉及到铣削精密零件时，精密制造领域的大多数人都意识到自动化工具的变化。这个概念是如何应用于超精密加工的?有哪些挑战?

就像所有超精密的东西一样，它可以达到亚微米级。随着自动更换刀具的出现，面临的挑战是如何使刀架足够平衡，以适应超精密应用，以及更换刀具系统的可重复性，以确保新刀具与旧刀具在相同的位置。

Levicron已经解决了这两个挑战与他们的铣削主轴和定制构建HSK工具持有人。

自动更换工具如何帮助汽车零部件的超精密制造?

专为角立方体应用，用于信号灯边框和反射器模具。为了生产这些产品，也用光学表面和尖角完成它们，需要几种工具。

使用一种允许快速更换刀具的铣削系统，使该工艺适用于汽车应用。

Precitech的未来会怎样?

我们总是致力于令人兴奋的新事物。针对汽车应用，我们计划继续改进DIFFSYS，使复杂自由形式的刀具路径编程更加精确。

我们还计划进一步整合我们的快速工具伺服系统的操作，以加快在汽车应用中使用的一些模具的制造过程。

我们的读者可以去哪里找到更多信息?

我们有应用笔记、视频和手册，涉及许多汽车应用。这些都可以在我们的网站上找到。www.precitech.com．

2017年1月31日至2月2日，您也可以参加我们在加州旧金山举办的西部光电展。布斯2035 c。

关于爱德华Freyenhagen

Ed Freyenhagen是Precitech的工程总监。在这个职位上，他监督Precitech与持续和新产品开发相关的所有机械和电气工程。

在Precitech Ed之前，他在Markem Imaje担任电气工程师。

关于杰夫Roblee

Jeffery Roblee博士加入AMETEK Precitech2002年，他是技术部门的副总裁。

Roblee博士于1977年在Lawrence Livermore国家实验室开始了他的工程生涯。

Roblee博士拥有多项专利和奖项，并在温度控制、机械动力学、空气轴承设计、光学制造和光学力学方面发表了多篇论文。

他是欧洲精密工程与纳米技术协会和美国精密工程协会的活跃成员。

从2007年到2009年，他一直是ASPE的董事会成员，并于2008年担任其总裁。Jeffrey W. Roblee在加州大学伯克利分校(University of California at Berkeley)获得机械工程硕士和博士学位