方达推荐:平面抛光机上仿生抛光垫的设计

2019-11-28 17:57

    方达研磨最近看到平面抛光机行业正在讨论一个新的设计课题,于是非常感兴趣,该课题是关于平面抛光机上叶序仿生抛光垫的设计和制作原理的。抛光垫是平面抛光机上最普遍使用的耗材之一,其种类繁多,用途也非常光。有些高科技的抛光垫都是采用纳米技术做成的。现在我们所谈的叶序仿生抛光垫也是高科技产品之一。

   利用夹具将待抛光工件施加一定的压力压向抛光垫表面,抛光液 ( 由纳米级颗粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液) 从抛光垫的中心注入,抛光液沿着叶列线螺旋沟槽向四周流动,借助于仿生抛光垫和被抛光件的相对运动,在磨粒的机械磨削及氧化剂的腐蚀作用下来完成对工件表面的材料去除并获得超光滑和超平坦的表面。

    葵花表面的籽粒分布结构具有自分割作用和最大热辐射吸收作用,以及对流体低阻力发散作用。葵花采用的是两个相互相反的端面叶列螺旋结构,来消除流体动压形成,同时有利于流体向四周发散,这些也有利于制造出仿生结构抛光垫,并使得抛光盘中心供给抛光液达到径向均匀供给。

如图 2 所示,生物科学中的叶序理论表明,葵花籽粒排布结构满足 F R Yeatts 叶序模型[6 -7]:θ = 137. 508°n( 1)式中: θ 是第 n 个凸起籽粒块的极坐标角度; R 是第n 个凸起籽粒块的极坐标半径; R0是花朵或果实的半径; k 是叶序系数,由籽粒块大小决定。图 3 为利用方程 ( 1) 设计的抛光垫的端面及断面形貌,其中,磨料籽粒 1 的排布遵循叶序理论,形成逆时针叶列线沟槽 2 和顺时针叶列线沟槽 3。采用计算流体力学软件 Fluent 来模拟化学机械抛光过程中抛光液的流动状态。由于模型中需要划分大量的网格数目且耗费相当长的计算时间,为了减少计算节点的数量和计算所需时间,取 1 /6 模型作为研究对象。在 GAMBIT 前处理软件中,采用四面体网格对流场的网格进行划分,如图 4 所示为化学机械抛光流场的计算域及流场网格划分的局部放大视图。

   通过网格计算,籽粒分布结构的研究,可以明确的得出叶序仿生抛光垫的模型和设计方案。深圳方达研磨专注平面抛光机的制作,但是在抛光垫的研究上也有多年的经验,我们独家提供的很多抛光垫都是自制的。希望这种叶序仿生抛光垫也能尽快成为我司研发和制作的对象之一。

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