ما الخراطة الماسية أحادية النقطة؟

كيف تعمل الخراطة الماسية

الخراطة الماسية خراطة كما على أي مخرطة: تدور القطعة وتتحرك عليها أداة بحافة قطع واحدة وتزيل رايشًا رقيقًا. وتختلف عن الخراطة العادية في ثلاثة أمور.

• الآلة. للمخرطة فائقة الدقة عمود دوران على محامل هوائية، وانزلاقات على محامل زيتية، وقاعدة معزولة عن الاهتزاز. تضع الأداة بخطوات من النانومترات وتعمل في غرفة مضبوطة الحرارة.
• الأداة. حافة القطع ماسة أحادية البلورة مصقولة بحدة ونعومة تجعل حافتها شبه مثالية حتى تحت المجهر.
• القطع. لا يزيل المرور الأخير إلا بضعة ميكرومترات بتغذية بطيئة جدًا. وتُنسخ حافة الأداة على القطعة دورة بعد دورة.

والنتيجة سطح بخشونة من بضعة نانومترات وشكل دقيق إلى جزء من الميكرومتر، يعكس الضوء أو ينفذه مباشرة من الآلة.

لماذا الأداة ماسة أحادية البلورة

لا يمكن أن يكون السطح البصري أفضل من الحافة التي قطعته. والماسة أحادية البلورة بلورة واحدة متصلة بلا حبيبات وبلا مادة رابطة، فيمكن صقل حافتها أحدّ وأنعم من أي مادة قطع أخرى. وهي أيضًا أصلب مادة معروفة وتنقل الحرارة بسرعة، فتحافظ الحافة على شكلها خلال قطع طويل.

أما الأدوات المصنوعة من حبيبات الماس، مثل PCD، فهي أمتن لكن حافتها محدودة بحجم الحبيبات ولا تستطيع قطع تشطيب بصري. وتُصنع أدوات الخراطة الماسية من الماس الطبيعي أو من البلورة الواحدة المُنمّاة MCD. ولمعرفة الفروق، راجع دليلنا عن الماس الطبيعي وMCD وPCD.

أي المواد يمكن خراطتها بالماس

ما الذي لا يمكن خراطته بالماس:

• الفولاذ وغيره من المعادن الحديدية. عند حرارة القطع يتفاعل كربون الماس مع الحديد وتتآكل الحافة بعد قطع قصير جدًا. ولهذا تُطلى إدخالات القوالب الفولاذية بالنيكل الكيميائي أولًا: تُخرط طبقة النيكل لا الفولاذ.
• الزجاج. الزجاج البصري أهش من أن يُخرط في الممارسة العادية. وتُجلخ العدسات الزجاجية وتُلمَّع، أو تُكبس في قوالب.
• المواد شديدة الكشط، التي تُبلي الحافة أسرع من أن تحافظ على شكل بصري.

ويمكن خراطة البلورات الهشة مثل الجرمانيوم والسيليكون، لكن فقط بقطوع صغيرة جدًا وبأداة ذات زاوية جرف سالبة. ففي هذه الظروف تخرج المادة رايشًا دقيقًا كما يفعل المعدن، ولا تتشقق.

فيمَ تُستخدم الخراطة الماسية

• بصريات الأشعة تحت الحمراء. عدسات الجرمانيوم والسيليكون وسيلينيد الزنك للكاميرات الحرارية والمستشعرات.
• المرايا المعدنية. مرايا مستوية وكروية وخارج المحور من الألومنيوم والنحاس، لليزر والماسحات والتلسكوبات.
• إدخالات القوالب. الإدخالات المطلية بالنيكل التي تشكّل العدسات البلاستيكية لكاميرات الهواتف والمصابيح الأمامية وشاشات العرض الأمامية.
• الأسطح اللاكروية والحرة والحيودية. أشكال بطيئة ومكلفة التلميع، لكنها مجرد مسار أداة للمخرطة.
• عدسات فرينل والمجاري الدقيقة، تُقطع بأداة V حادة.
• العدسات اللاصقة وعدسات داخل العين، تُخرط من أقراص بلاستيكية على مخارط ماسية صغيرة.

الخراطة والقطع الطائر ومشغّلات الأداة

• الخراطة. تدور القطعة وتتحرك الأداة. وهي المعيار للبصريات الدائرية المتناظرة.
• القطع الطائر. تدور الأداة الماسية على ذراع أو رأس كبير وتمر القطعة أمامها. ويُستخدم للمرايا المستوية والمجاري الطويلة المستقيمة.
• مشغّل الأداة البطيء والسريع. تتحرك الأداة دخولًا وخروجًا خلال كل دورة لعمود الدوران، فتستطيع المخرطة قطع أسطح غير دائرية وغير متناظرة: البصريات الحرة ومصفوفات العدسات.

ما المطلوب من حافة الأداة

لأن الحافة تُنسخ على القطعة، تُحدَّد مواصفات أداة الخراطة الماسية بتفصيل أكبر من أداة المخرطة العادية.

• نصف قطر الرأس. نصف قطر طرف الأداة، من بضعة أجزاء من مئة من المليمتر إلى عدة مليمترات. نصف القطر الأكبر يعطي سطحًا أنعم بالتغذية نفسها، والأصغر يصل إلى التفاصيل الصغيرة والشديدة الانحدار.
• زاوية الجرف. عادة 0° للمعادن والبلاستيك، وسالبة، غالبًا نحو −25°، للجرمانيوم والسيليكون وغيرهما من البلورات الهشة.
• زاوية الخلوص. التفريغ تحت الحافة. ويجب أن تكون كبيرة بما يكفي ليتجاوز الأداة أشد أجزاء السطح انحدارًا.
• التموّج. مقدار ابتعاد الحافة المستديرة عن الدائرة المثالية. وهذا الخطأ يُطبع في السطح، لذلك تُصنع الأدوات البصرية بتموّج مضبوط، من نحو ميكرومتر حتى عشرات النانومترات.
• الزاوية المحصورة، لأدوات V التي تقطع المجاري وأنماط فرينل.

الخراطة الماسية أم الجلخ والتلميع؟

تُجلخ البصريات التقليدية ثم تُلمَّع، وهذا ينجح على الزجاج ويعطي أنعم الأسطح على الإطلاق. أما الخراطة الماسية فأسرع للكميات الصغيرة والمتوسطة، وتصنع الأسطح اللاكروية والحرة بسهولة الكروية نفسها، وتعمل على المعادن والبلاستيك والبلورات الصعبة التلميع.

ونقطة ضعفها آثار الخراطة: نمط مجاري دقيق منتظم جدًا من تغذية الأداة. ولا يهم ذلك في بصريات الأشعة تحت الحمراء. وفي الضوء المرئي الأكثر تطلبًا تُلمَّع القطع أحيانًا تلميعًا خفيفًا بعد الخراطة.

عندما تبلى الأداة

تظهر الحافة البالية أولًا على القطعة: يصبح السطح ضبابيًا، أو تظهر خطوط رفيعة، أو ينحرف الشكل المقاس. ولا تُرمى أداة الماس أحادي البلورة عندئذ، بل تُعاد صقل الحافة إلى نصف قطرها وتموّجها الأصليين، ويمكن إعادة سن الأداة عدة مرات.

أدوات للخراطة الماسية

تصنع Bulunmaz أدوات بنصف قطر وأدوات V وأدوات قطع طائر وأدوات بزاوية جرف سالبة من الماس الطبيعي وMCD، بنصف القطر والزوايا التي في رسمك. اطّلع على أدوات الخراطة الماسية للبصريات وقوالب العدسات، أو أرسل لنا مادتك ورسمك.

لا نقوم بالخراطة الماسية للقطع لصالح العملاء.