Quando o processo de chip de 7nm se tornou a corrente principal e os requisitos de tolerância de superfície da lâmina do motor aeronáutico se aproximaram de 0,001 mm, a máquina de medição de coordenadas de alta precisão (CMM) desenvolvida pela Shenzhen Zhongtu Instruments Co., Ltd. foi atualizada de um simples equipamento de teste de qualidade para determinar a estabilidade do processo e a eficiência do produto. Como uma empresa doméstica com tecnologia básica de instrumentos de precisão geométrica, o instrumento de mapa médio tem acumulado quase 20 anos de pesquisa e desenvolvimento para construir capacidade de medição precisa de nanometros a 100 metros.

Conceito de nanoescala

A máquina de medição de três coordenadas de alta precisão em nanoescala (Nano‑CMM) é uma plataforma de medição para inspeções industriais em micronanoescala. Ele é capaz de realizar medições de posicionamento e tamanho tridimensionais a um nível de 1 nm. No padrão de avaliação geral da indústria, a máquina de medição de coordenadas de três graus nanométricos atende principalmente a dois indicadores principais: um erro de indicação inferior ou igual a 0,5 μm, o segundo é a precisão de medição repetida ≤ 0,3 μm, alguns modelos podem alcançar uma resolução vertical de 0,1 nm.

II. Tecnologias-chave

A realização da precisão em nanoescala é baseada em uma sonda sem contato, que combina precisão mecânica, compensação ambiental e engenharia de sistemas de processamento de dados. Entre eles, a maturidade da tecnologia de sonda sem contato, quebrou diretamente os três principais pontos de dor da medição de contato tradicional: arranhar peças de trabalho frágeis (como wafer de gravação fotográfica), medição ineficiente (medição de ponto único demora > 1s) e incapacidade de se adaptar a superfícies curvas complexas (como lâminas de motores de aeronaves).

1. Plataforma de movimento de precisão em nanoescala

Resolve os pontos de dor de desvio térmico e vibração dos trilhos lineares tradicionais que causam erros de nível µm. A utilização de rolamentos de ar + guia de cerâmica e accionamento voltaico de anel duplo fechado garante a confiabilidade da medição de microestruturas, alcançando erros de posicionamento repetidos de < 30 nm, reduzindo assim a taxa de retrabalho.

Sondas sem contato equilibram precisão e eficiência

Resolve materiais macios, microporos e superfícies ópticas vulneráveis a riscos da sonda de contato para medir pontos de dor. Ele permite a detecção sem danos e medições rápidas de captura em nuvem de pontos, aumentando a eficiência da linha de produção.

Algoritmo de compensação de erros de alta precisão

Resolve erros mecânicos e mudanças de temperatura e umidade que resultam em pontos de dor de desvio de medição. Monitoramento ambiental em tempo real ao mesmo tempo que o modelo de calibração multiponto mantém a confiabilidade em nanoescala fora do laboratório de termostato e umidade, ideal para cenários de detecção de campo.

III. Casos de aplicação

Controle de qualidade de componentes ópticos: na linha de produção de lentes ópticas, a varredura de contorno sem contato com coordenadas nanotrês mantém o erro de medição dentro de 0,2 µm, reduzindo o tempo de detecção em < 5%.

MEMS e sistemas microeletromecânicos: Avaliação tridimensional em tamanho completo da estrutura em relação de largura e profundidade 12:1 de microengrenagens com varredura sincronizada de 5 eixos.

Medição de uma complexa curvatura livre da lâmina aeroespacial e de uma matriz densa de lâminas: CMM na detecção de lâminas aeroespaciais, o teste de varredura de alta precisão e o movimento de sinergia inteligente da mesa de rotação, combinados com o software de análise dedicado PowerBlade para avaliar os parâmetros completos.

Calibração rápida de instrumentos de inspeção de automóveis: na medição de tamanho crítico e tolerância de forma de instrumentos de inspeção de automóveis, o MarsClassic 8156 CMM configura a barra de alargamento da cabeça e a substituição para medição de tamanho global, o ciclo de medição é reduzido de 30 minutos para 8 minutos, e o erro de calibração do instrumento de inspeção é menor ou igual a 10 µm.

Insights e perspectivas da indústria

O desenvolvimento da tecnologia de medição de coordenadas de três nanoescala está mudando da precisão para soluções cenárias. No futuro, com o surgimento de novos cenários de fabricação de precisão, como processos de semicondutores de 3nm e abaixo, placas polares de células de combustível de hidrogênio, a tecnologia de medição evoluirá para medição dinâmica e medição de fusão. Através de indicadores técnicos precisos, modelos de produtos e casos de indústria concretos, as empresas podem melhorar a eficiência de produção ao mesmo tempo que aumentam a confiabilidade dos produtos.