Als der 7nm-Chip-Prozess zum Mainstream wurde, und die Anforderungen an die Flächentoleranz der Flugzeugblatt näherten sich 0,001 mm, wurde die hochpräzise Nano-Klasse-Drei-Koordinatenmessmaschine (CMM) von Shenzhen Zhongtu Instruments Co., Ltd. entwickelt, die von einer einfachen Qualitätsprüfeinrichtung auf die Kernstützung zur Bestimmung der Prozessstabilität und der Produkteffizienz aufgerüstet wurde. Als inländisches Unternehmen, das die Kerntechnologie von geometrischen Präzisionsinstrumenten besitzt, hat das Mediafilm-Instrument mit fast 20 Jahren Forschung und Entwicklung aufgebaut, um eine präzise Messkapazität von Nano bis zu 100 Metern aufzubauen.

1. Das Konzept der Nanoskale

Die hochpräzise Dreikoordinatenmessmaschine (Nano‑CMM) ist eine Messplattform für industrielle Prüfungen im Mikronanoskala. Es ermöglicht dreidimensionale Positionierung und Dimensionsmessungen auf 1 nm-Ebene. In den allgemeinen Bewertungsstandards der Industrie erfüllen die drei Koordinatenmessmaschinen der Nano-Klasse hauptsächlich zwei Kernindikatoren: Erstens ist der Wertfehler kleiner als 0,5 μm, zweitens ist die wiederholte Messgenauigkeit ≤ 0,3 μm, einige Modelle können eine vertikale Auflösung von 0,1 nm erreichen.

II. Schlüsseltechnologien

Die Realisierung der Nano-Präzision basiert auf der berührungslosen Sonde, die mechanische Präzision, Umweltkompensation und Datenverarbeitung integriert. Unter ihnen hat die Reife der berührungslosen Sondetechnologie die drei Hauptschmerzpunkte der herkömmlichen Kontaktmessung direkt gebrochen: Kratze an fragilen Werkstücken (wie Photogravierwafer), geringe Messeffizienz (die Einheitsmessung dauert > 1 s) und die Unfähigkeit, sich an komplexe Flächen anzupassen (wie Luftfahrtmotorblatt).

1. Nanoskala Präzisionsbewegungsplattform

Behebung von herkömmlichen linearen Schienenbewegungen, bei denen Vibrationen zu Fehlerschmerzpunkten auf µm führen. Durch Keramikschiene + Luftlager, doppelt geschlossenen Ringantrieb, die Zuverlässigkeit der Mikrostrukturmessung gewährleistet und wiederholte Positionsfehler < 30 nm erreicht, wodurch die Wiederarbeitsrate reduziert wird.

Berührungslose Sonden balancieren Präzision und Effizienz

Lösung von Schmerzpunkten bei weichen Materialien, Mikroporen und optischen Oberflächen, die anfällig für Kontaktsonden sind. Es ermöglicht eine beschädigungsfreie Erkennung und eine schnelle Messung der Punktwolkenerfassung, wodurch die Effizienz der Produktionslinie verbessert wird.

3. Hochpräziser Fehlerkompensationsalgorithmus

Die Behebung von mechanischen Fehlern und Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsänderungen führt zu Messabweichungsschmerzpunkten. Die Echtzeit-Umgebungsüberwachung ermöglicht gleichzeitige Mehrpunktskalierungsmodelle, die auch außerhalb des thermostatischen und feuchtigen Labors eine nanoskalierte Zuverlässigkeit aufrechterhalten, was sich ideal für Szenarien vor Ort eignet.

III. Anwendungsfälle

1. Qualitätskontrolle der optischen Komponenten: Auf der Produktionslinie für optische Objektive wird der berührungsfreie Konturscan mit nanometrischen Dreikoordinaten durchgeführt, wobei der Messfehler innerhalb von 0,2 µm bleibt und die Erkennungszeit um < 5 % verkürzt wird.

MEMS und mikroelektromechanische Systeme: Durch 5-Achs-Synchronscan wird eine vollständige 3D-Bewertung des Tiefenbreitenverhältnisses 12:1 des Mikrogetriebes durchgeführt.

3. Komplexe freie Fläche der Luft- und Raumfahrtblatt, Messung des dichten Arrays der Schaufeln: CMM in der Luftfahrtblattdetektion, hohe Präzision des Scankopfes und der intelligenten Synergiebewegung des Drehtisches in Kombination mit der speziellen Analysesoftware PowerBlade umfassende Bewertungsparameter.

4. Schnelle Kalibrierung von Kfz-Inspektionsgeräten: Bei der Messung von kritischen Größen und Formtoleranzen von Kfz-Inspektionsgeräten wird der MarsClassic 8156 CMM konfiguriert, um den Kopfverlängerungsstänger und den Austausch-Plus für die globale Größenmessung zu verwenden, wobei der Messzyklus von 30 auf 8 Minuten reduziert wird und der Kalibrierungsfehler der Inspektionsgeräte kleiner als 10 µm ist.

Brancheneinsichten und Perspektiven

Die Entwicklung von Drei-Koordinaten-Messtechnologien in der Nanoskale wechselt von der Präzision zu szenarisierten Lösungen. Mit dem Auftreten neuer Präzisionsszenarien wie Halbleiterprozesse von 3nm und unter, Wasserstoff-Brennstoffzellenpolen und anderen, wird sich die Messtechnologie in Richtung dynamischer Messung und Fusionsmessung entwickeln. Durch präzise technische Indikatoren, Produktmodelle und etablierte Branchenfälle können Unternehmen die Produktzuverlässigkeit verbessern und gleichzeitig die Produktivität steigern.