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【智汇湘江•科创未来】尹韶辉:超精密加工 让世界更清晰

来源:红网 作者:卢杨屾 编辑:童妙 实习编辑 曾映雪 2017-06-30 09:20:11
时刻新闻
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湖南大学教授、国家高效磨削工程中心副主任尹韶辉 。

非球面光学玻璃透镜。

超精密加工机床。

  时刻新闻记者 卢杨屾 长沙报道

  厘米、毫米、微米、纳米,人类对产品精度的不断追求,是科技发展进步的缩影。

  低于0.2毫米的差异,肉眼已无法分辨。

  但随着加工精度不断提升,宏观进入微观,在百万分之一毫米的纳米世界,人类已实现了超精密加工,让实际成品无限逼近设计参数。

  6月30日,“智汇湘江•科创未来”湖南湘江新区科研成果校企对接系列活动拉开帷幕,湖南大学教授尹韶辉团队将展示高端超精密加工装备制造技术及应用项目。时刻新闻记者访问了尹韶辉教授,为您解密在超精密加工微观世界里的无限精彩。

  升级手机像素,让世界更清晰

  资料显示,从上世纪90年代起,随之汽车、能源、医疗器材、信息、光电和通信等产业的蓬勃发展,超精密加工技术也日益兴起。

  在工业领域,超精密加工技术的应用范围包括非球面光学玻璃透镜、超精密模具、磁盘驱动器磁头、磁盘基板加工、半导体晶片切割等。

  非球面光学玻璃透镜?在湖南大学科技园,尹韶辉解释了这个拗口却应用广泛的专业物件。他介绍,智能手机、数码相机、数码摄像机、显微镜等产品都将运用到小口径的非球面光学玻璃透镜。

  轻抚手机镜头,那块小“玻璃”就是一种非球面光学玻璃透镜。但从初代iphone到iphone7,手机镜头像素经历了200万、300万、500万、800万、1200万的不断升级,可这块小“玻璃”外形似乎并无变化。

  加工精度里有“文章”!

  尹韶辉介绍,在对精度要求极其严格的光学领域,随着这块小“玻璃”生产精度不断突破,也帮助手机像素不断提升。换言之,若将精度从300nm(纳米)提升到200nm(纳米),能提高约200万像素。同时他透露,通过他们的超精密光学玻璃模压技术,可以将精度提升到100nm(纳米)左右,高于目前较普遍的300nm(纳米)。

  技术突破与产业转化双管齐下

  传统玻璃透镜制造工艺十分复杂,拥有14道工序,而目前尹韶辉团队采用的玻璃透镜模压成型技术是国际上最先进的光学零件制造技术方法之一。

  将玻璃半成品装入模具,加热、压缩、退火、冷却,打开模具便可取得成品。毫无疑问,这种技术具有生产效率高、产品精度高、可成型复杂结构等诸多优点。

  在玻璃透镜模压成型的生产过程中,先用超精密加工机床生产出超精密模具,再用模压成型机制造非球面透镜。尹韶辉团队更进一步,更好地解决了非球面光学透镜模具磨削精度低和抛光质量差等问题。

  然而,技术上的突破往往面临着不能及时转化为生产优势。

  为此,尹韶辉团队开发出了一套超精密复合加工机床,获得2项国家发明专利,完成企业标准2项并在省质量技术监督局备案,填补了超精密数控复合机床标准化方面的空白。这就意味着,这项“高大上”加工技术可实现批量生产。

  自主研发“抗衡”外企产品

  智能手机上的摄像头灯,那点小“物件”的生产需要用到智能LED划片技术,而尹韶辉也是这项技术的“大师”。

  然而在切割LED的国内市场,中国企业只占20%的份额,这是否能做些什么?

  为此,尹韶辉团队通过多年的努力,已研发出了名为FAD1210的智能LED划片设备,可达到国外同等设备的精度、稳定性,相比手动对准机台节约80%以上人工费,目前也和多家企业达成合作意向。

  “传统产业靠低价优势的时代已经过去,现在更多企业必须通过开发高精尖和技术门槛的产品,才能壮大发展。”尹韶辉表示,和以往的校企对接活动相比,此次“智汇湘江,科创未来”校企对接更注重细节,也希望通过此次活动充分展示自身技术优势,又能明白企业需求,促成合作。

  尹韶辉还透露,目前他们团队正围绕光学制造领域开发超精密机床以及围绕半导体领域开发超精密半导体加工装备,期望可“抗衡”国外产品,实现工业化应用。

  相关链接:尹韶辉,湖南大学教授,博导,岳麓学者,现任国家高效磨削工程中心副主任,中日超精密加工国际会议主席,国际磨粒加工委员会理事,在高精尖装备制造领域取得了多项创新研究成果,主持国家04科技重大专项,发表研究论文160多篇, 多项科技成果实现工业化应用 ,先后获中国机械工业科学技术奖一等奖、中国侨界贡献奖,入选“教育部新世纪优秀人才计划”,当选“长沙市创新创业领军人才”。

来源:红网

作者:卢杨屾

编辑:童妙 实习编辑 曾映雪

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