一、金剛石線切割機(jī)

金剛石線切割機(jī)原理

? ? ? 金剛石線切割機(jī)裝有一個(gè)繞絲筒。繞絲筒在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)金剛石線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，金剛石線被張緊輪所張緊，為增加切割的精度和切割面的平整度，會(huì)安裝導(dǎo)向輪進(jìn)行導(dǎo)向[1] 。 通過自動(dòng)控制工作臺(tái)向金剛石線方向不斷地進(jìn)給，或是控制金剛石線向工作臺(tái)方向不斷進(jìn)給，從而使金剛石線與被切割物件間不斷產(chǎn)生磨削進(jìn)而產(chǎn)生切割運(yùn)動(dòng)。

金剛石線鋸切割優(yōu)勢

? ? ? 當(dāng)被加工材料不導(dǎo)電且需要采用線切割的方式進(jìn)行加工時(shí)，電火花線切割機(jī)不再適用，此時(shí)金剛石線切割機(jī)的加工優(yōu)勢便顯現(xiàn)出來，金剛石線切割機(jī)同時(shí)適用于導(dǎo)電材料和不導(dǎo)電材料（硬度要比金剛石線小）的切割。因此，金剛石線切割機(jī)被廣泛用于各種金屬和非金屬及復(fù)合材料的切割，如陶瓷、玻璃、巖石、寶石、玉石、隕石、單晶硅、碳化硅、多晶硅、耐火磚、環(huán)氧板、鐵氧體、PCB以及建筑材料、牙科材料、生物材料及仿生復(fù)合材料等，特別適用于切割高硬度、高價(jià)值、易破碎的各種脆性材料[2-3] 。

金剛石線切割機(jī)常用的金剛石線主要為電鍍型金剛石線

1、電鍍型：用電鍍的方法在金屬絲上沉積一層金屬（一般為鎳和鎳鈷合金），并在金屬內(nèi)固結(jié)金剛石磨料制成的一種線性超硬材料工具。金屬鍍層是結(jié)合劑，金剛石磨料則用于切削加工。

? ? ? 目前人們研究和應(yīng)用較多的是截面為圓形的單根鋼絲的金剛石長切割線和環(huán)形電鍍金剛石切割線。電鍍金剛石長切割線是指采用電鍍的方法將金剛石磨料固結(jié)到有頭的金屬基體上形成的切割線，常用基體截面形狀為圓形，一般為0.12～0.5mm，主要用于硅晶體、藍(lán)寶石的切割加工。環(huán)形電鍍金剛石切割線是指將金剛石磨料電鍍到環(huán)形金屬基體上形成的切割線。該類切割線使用時(shí)一般纏繞到幾個(gè)導(dǎo)輪上進(jìn)行單向循環(huán)切割，切割過程中無需換向，因此切割速度高。環(huán)形電鍍金剛石切割線中的由單根鋼絲焊接成環(huán)形的切割線的線徑一般不大于1 mm，因此切縫較小，適合于硅晶體和藍(lán)寶石等比較貴重的硬脆材料的切割，但是焊接接頭的熱處理技術(shù)要求比較高，使用壽命比較短。通過纏繞的方法將單根鋼絲編織成環(huán)形鋼絞線或環(huán)形鋼絲繩。這類環(huán)形切割線的線徑一般難做到1 mm以下，因此切縫較寬，切割線不易斷裂，使用壽命較長，適合石墨、復(fù)合非金屬材料等的切割[4]。

? ? ? 沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司制造的STX系列金剛石線切割機(jī)目前所使用的金剛石線主要是電鍍型金剛石線，目前所使用的線徑有φ0.125㎜、φ0.25㎜、φ0.35㎜、φ0.42㎜的幾種金剛石線，也可根據(jù)客戶的實(shí)際需求定制不同直徑的金剛石線。其中φ0.125㎜和φ0.25㎜兩種金剛石線的線徑公差為±0.02㎜；φ0.35㎜和φ0.42㎜兩種金剛石線的線徑公差為±0.03㎜。在對樣品進(jìn)行切割時(shí)可根據(jù)樣品的材質(zhì)、形狀、大小及切割實(shí)際要求來選擇合適的線徑，一般直徑為0.35㎜的金剛石線適用于大多數(shù)材料的切割。

? ? ? 沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的STX系列金剛石線切割機(jī)屬于高精密柔性切割，操作簡單，金剛石線鋸切割精度高，加工質(zhì)量優(yōu)良，切割面平整（Ra≤1.6μm），邊緣無破邊。如圖1用STX-202A金剛石線切割機(jī)切割后的玻璃柱的表面形貌圖，在顯微鏡下放大200倍可見切割后的玻璃柱表面加工質(zhì)量優(yōu)良，切割面平面度極好，邊緣無破邊現(xiàn)象產(chǎn)生。金剛石線切割機(jī)特別適合如晶體、陶瓷、玻璃、蜂窩陶瓷（汽車尾氣處理載體，薄壁，易碎）、金屬、塑料、PCB、巖樣、礦樣、耐火材料、玉石、隕石、復(fù)合材料、建筑材料、牙科材料、生物及仿生復(fù)合材料等材料的切割。對于質(zhì)地軟的金屬其韌性較大，切割時(shí)有粘滯性會(huì)發(fā)生粘刀的現(xiàn)象，因此在一定程度上會(huì)降低金剛石切割線的使用壽命，因此韌性較大的金屬一般不用金剛石線切割機(jī)進(jìn)行切割。沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司制造的金剛石線切割機(jī)，機(jī)身采用鋁型材結(jié)構(gòu)，美觀輕便，不易生銹。根據(jù)切割樣品的尺寸的大小及形狀等特性又將金剛石線切割機(jī)分為多種不同的型號(hào)，STX系列金剛石線切割機(jī)各機(jī)型既有共性又各自有其特點(diǎn)和優(yōu)勢，可根據(jù)所要切割樣品的形態(tài)特性來選擇合適的切割機(jī)。

沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司制造的金剛石線切割機(jī)的分類：

1、STX-202A小型金剛石線切割機(jī)?

? ? ? ?STX-202A小型金剛石線切割機(jī)兩張緊輪采用彈簧張緊的方式，操作簡便，加工質(zhì)量優(yōu)良，可用于各種不同硬度材料的切割，特別是適用于脆性、易解理的晶體的精密切割，切割薄片厚可以達(dá)到0.08mm。

2、STX-603 精密金剛石線切割機(jī)?

? ? ??STX-603精密金剛石線切割機(jī)是一款經(jīng)過CE認(rèn)證的切割設(shè)備。所切割的樣品直徑更大，切割薄片時(shí)厚度最薄可以達(dá)到0.2mm。

3、STX-202AQ小型金剛石線切割機(jī)?

? ? ??STX-202AQ小型金剛石線切割機(jī)采用了氣動(dòng)張緊，張緊力可根據(jù)金剛石線徑改變，力輸出更均勻、調(diào)節(jié)更準(zhǔn)確，所使用的金剛石線最細(xì)可達(dá)?0.08mm。

4、?STX-1202A全自動(dòng)金剛石線切割機(jī)

? ? ??STX-1202A全自動(dòng)金剛石線切割機(jī)特別適用于加工較大尺寸的貴重材料。該機(jī)使用進(jìn)口氣動(dòng)元件裝配氣動(dòng)張緊系統(tǒng)，使張緊力更加穩(wěn)定可靠。進(jìn)行材料切割時(shí)主電機(jī)帶動(dòng)金剛石切割線向下做定速移動(dòng)，材料固定在工作臺(tái)上不動(dòng)，確保了切割的穩(wěn)定性。工作臺(tái)可手動(dòng)或通過程控進(jìn)行360?旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

5、STX-2401全自動(dòng)金剛石線切割機(jī)?

? ? ??STX-2401全自動(dòng)金剛石線切割機(jī)可以用于硅、白寶石、藍(lán)寶石等人工晶體的籽晶切割，以及硅晶體、藍(lán)寶石晶體的開方切割。用在貴重寶石、生物塑化標(biāo)本的切片時(shí)，不僅切縫細(xì)小，而且切割片質(zhì)量優(yōu)良，大幅度提高了材料的利用率。

6、STX-4001金剛石線切割機(jī)?

? ? ??STX-4001型金剛石線切割機(jī)是專為大型、貴重樣品的省料切割而設(shè)計(jì)。最大切割直徑可達(dá)1米，工作臺(tái)最大載重1.5噸。

7、STX-402臺(tái)式金剛石線切割機(jī)

? ? ? STX-402臺(tái)式金剛石線切割機(jī)能實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的切割。特別適于如ZnO、BTO、YAG、BBO等高價(jià)值、易碎裂晶體的切割，切片成功率高達(dá)99%以上。配備的二維可調(diào)夾具可確保切割晶向的精度，其水平、垂直轉(zhuǎn)角精度都為±10′。采用80m長的金剛石線進(jìn)行往復(fù)式切割，線速度在0-2m/s間可調(diào)。采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)進(jìn)刀切割，切割速度可調(diào)，提高切割質(zhì)量，延長金剛石線使用壽命。

8、STX-201循環(huán)式精密金剛石線切割機(jī)?

? ? ??STX-201循環(huán)式精密金剛石線切割機(jī)是切割易損、脆性、小體積等材料的理想工具。嵌有金剛石的線鋸絲尤其適用于各類晶體和基片的無損傷切割，如氧化鎂晶體、頁巖切片、蜂窩陶瓷（汽車尾氣處理載體，薄壁，易碎）。本機(jī)工作臺(tái)可水平方向360°旋轉(zhuǎn)，Y軸方向可傾斜±15°，并配有十字夾具（90°定位模）。此外，設(shè)有切割線張力調(diào)整裝置，工作過程中可實(shí)現(xiàn)精確切割。

如何根據(jù)樣品類型選擇金剛石線切割機(jī)

由于沈陽科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司金剛石線切割機(jī)種類繁多，應(yīng)針對不同的需求選擇正確的切割機(jī)，因此為指導(dǎo)客戶正確的根據(jù)試樣材質(zhì)、尺寸、加工要求來選擇線切割機(jī)，現(xiàn)將切割機(jī)的設(shè)備能力進(jìn)行如下總結(jié)：

具體步驟如下：

一、可根據(jù)試樣尺寸對照上表選擇設(shè)備

要保證試樣能夠放在設(shè)備的有效工作范圍內(nèi)。篩選時(shí)注意切割方向

二、根據(jù)平行精度選擇設(shè)備

高精密切割設(shè)備：STX-201、STX-202A、STX-402、STX-603A、STX-1202A、STX-2401 切割精度因設(shè)備而定，最小切割精度±0.01mm

三、根據(jù)轉(zhuǎn)角精度選擇設(shè)備

刻度線轉(zhuǎn)角：STX-201、STX-202A、STX-603A該轉(zhuǎn)角方式應(yīng)屬于精確轉(zhuǎn)角，360°轉(zhuǎn)盤上標(biāo)記詳細(xì)刻度，游標(biāo)卡尺式讀數(shù)方式，但由于人眼觀看角度問題會(huì)造成轉(zhuǎn)角誤差，誤差大小因觀看角度而定。其中STX-201和STX-202A配備標(biāo)準(zhǔn)90°工裝夾具，如只切割90°角，可在這兩款設(shè)備中進(jìn)行選擇。

精確自動(dòng)轉(zhuǎn)角：STX-1202A、STX-2401程序控制精確轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角精度為±0.01°（0.6′）

以下幾種情況都可以用金剛石線切割機(jī)（STX系列）對樣品進(jìn)行切割：

1.高度較高的正方體、長方體、圓柱體等試樣切割薄片

2.易碎裂的晶體、頁巖等試樣切割

3.不能加冷卻液（水、乳化液、油等）試樣的切割

????選擇設(shè)備后進(jìn)入公司網(wǎng)站輸入相應(yīng)設(shè)備型號(hào)查詢該設(shè)備的具體信息。

二、根據(jù)平行精度選擇設(shè)備

高精密切割設(shè)備：STX-201、STX-202A、STX-402、STX-603A、STX-1202A、STX-2401 切割精度因設(shè)備而定，最小切割精度±0.01mm

三、根據(jù)轉(zhuǎn)角精度選擇設(shè)備

刻度線轉(zhuǎn)角：STX-201、STX-202A、STX-603A該轉(zhuǎn)角方式應(yīng)屬于精確轉(zhuǎn)角，360°轉(zhuǎn)盤上標(biāo)記詳細(xì)刻度，游標(biāo)卡尺式讀數(shù)方式，但由于人眼觀看角度問題會(huì)造成轉(zhuǎn)角誤差，誤差大小因觀看角度而定。其中STX-201和STX-202A配備標(biāo)準(zhǔn)90°工裝夾具，如只切割90°角，可在這兩款設(shè)備中進(jìn)行選擇。

精確自動(dòng)轉(zhuǎn)角：STX-1202A、STX-2401程序控制精確轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角精度為±0.01°（0.6′）

以下幾種情況都可以用金剛石線切割機(jī)（STX系列）對樣品進(jìn)行切割：

1.高度較高的正方體、長方體、圓柱體等試樣切割薄片

2.易碎裂的晶體、頁巖等試樣切割

3.不能加冷卻液（水、乳化液、油等）試樣的切割

????選擇設(shè)備后進(jìn)入公司網(wǎng)站輸入相應(yīng)設(shè)備型號(hào)查詢該設(shè)備的具體信息。

參考文獻(xiàn)：

1、高玉飛，葛培琪，李紹杰.往復(fù)式電鍍金剛石線鋸切割單晶硅片特性研究[J].人工晶體學(xué)報(bào)，38（2）：373

2、周世威，鄭超，劉瑩，等.金剛石線鋸切割設(shè)備現(xiàn)狀分析[J].超硬材料工程，2012,24（3）:50

3、向波，賀躍輝，謝志剛，黃艷華.電鍍金剛石線鋸的研究現(xiàn)狀[J].材料導(dǎo)報(bào)，2007,21（8）：26-28

4、高偉, 張景濤, 吳平,等. 電鍍金剛石切割線的種類及制造工藝的研究概述[J]. 金剛石與磨料磨具工程, 2012, 32(3):35-40.