Povijest i sadašnja situacija ultra preciznih CNC alatnih strojeva u SAD-u

Krajem 1950-ih, Sjedinjene Države počele su provoditi istraživanje ultraprecizanh alatnih strojeva za obradu, kada razvoj eksperimentalnih uređaja za lasersku nuklearnu fuziju i infracrvenih eksperimentalnih uređaja treba velike metalne reflektore, hitnu potrebu za ultra preciznom tehnologijom obrade i ultraprecizan alat za obradu. Koristeći precizne alatne strojeve s visokom preciznošću u to vrijeme, nož za dijamantna kolica u jednoj točki korišten je za zrcalno rezanje aluminijske slinjenice i bakrenog oksida, tako da je kao polazišna točka brzo razvijena ultraprecizna obrada kao novi proces obrade.

Godine 1962., UnionCarbide je prvi put razvio ultra-precizni hemetični krevetić s poroznim grafitnim zračnim ležajevima, koji je uspješno realizirao ultra precizno okretanje zrcala s dimenzionalnom točnošću od : - 0. 6btm, površinska grubost je Rd0. 025gm, čime se poduzima prvi korak u preradi pod-mikrona. Međutim, dijamantno ultraprecizno okretanje pogodnije je za neke meke metalne materijale, au zrakoplovnoj, astronomskoj, vojnoj i drugim primjenama satelitskih kamera najčešće se koriste kao što su staklo, keramika i drugi lomljivi materijali nemekliknih uređaja. Rezanje tih materijala dijamantnim rezačima može uzrokovati pukotine na površini za samoprocesu. Ultraprecizno brušenje više pogoduje obradi lomljivih materijala.

Još jedan reprezentativni proizvod UnionCarbide-a je njegov uspješan R-e-oblik kao spondial as-a-ball strojni alat u 1972. Ovo je CNC krevetić s dvostrukom koordinatom s povratnim informacijama o položaju, koji može promijeniti kut i radijus osnovne ograde noža samo u stvarnom vremenu i ostvariti obradu zrcala kao sple. Promjer obrade od 380 mm, točnost oblika radnog komada je plus ili minus 0. 63um s površinskom grubošću Ra0.023um.

MoorlSpecialT001 razvio je ultraprecizan zrcalni krevet tipa Moori sa zračnim vretenom 1968. godine, no kako bi se postigla ultraprecizan obrada lomljivih materijala, tvrtka je 1980. godine u svijetu prvi put razvila troordinativnu kontrolu M-18AG tipa asperter diamond tool turning, stroja za brušenje dijamanata. Stroj koristi vreteno zraka s radialnom točnošću rotacije od 0. 075Bm: Koristeći Allen-Braley 7320 CNC sustav, X- i Z-osovine su 410mm i 230mm, odnosno, a ravnost tračnica je 0. Unutar 5gm, točnost pozicioniranja B-osi je 0. 38um, koristeći dijamantne brusne kotače za obradu raznih asističnih metalnih ogledala maksimalnog promjera 356 mm.

RankPneumo je 1980. godine predstavio dvoosnu vezu MSG ultra-precizni CNC tokarski stroj koji koristi laserske interferometre za dovršetak pozicijske kontrole zatvorene petlje. Krevetić može obraditi 350 mm promjera ase speralnog metalnog zrcala, obrađujući površinsku grubost od R do O. 05Bm. U 1988, tvrtka je također razvila uspješne ASG2500, ASG2500T, Nanoform300 alatne strojeve: ovi strojevi ne samo da mogu biti ultra-fino blisko rezanje, već se mogu obraditi i do 300 mm promjera kao spularna ogledala. Na temelju gore navedenih alatnih strojeva tvrtka je 1990. razvila i Nanoform600 koji može obrađivanje asperterijskih zrcala promjera 600 mm, a točnost oblika radnog komada bolja je od O. 14, površinska hrapavost bolja je od Ra0. 01um. Tvrtka je 1996. godine predstavila nanoform250 ultra precizni stroj za obradu kompozita, koji ne samo da omogućuje rezanje, brušenje i poliranje dijamanata, već i izravno melje tvrde i lomljive materijalne optičke dijelove koji zadovoljavaju optičku kvalitetu površine i točnost površine.

Trenutno se Sjedinjene Države bave ultraprecivnom obradom i proizvodnjom poznatijih tvrtki, poduzeća najmanje 30. Među najzasjednijim i najznačajnijim rezultatima bili su spomenuti Nacionalni laboratorij Lawrence Livermore u Union Carbideu. Od 1960-ih, LLNL Laboratories je razvio DTM-1, DTM-2 ultra-precizne strojne alate, a u rujnu 1983 uspješno je razvio DTM-3 horizontalni veliki optički dijamantni ultra-precizni krevetić koji predstavlja najvišu razinu suvremenih ultra-preciznih alatnih strojeva. Stroj može obraditi promjer 2100rain, radne dijelove težine 4497k2, njegov uređaj za prijenos okvira alata pomoću pogona za trenje, korištenje laserskog interferometra za mjerenje položaja, korištenje tekućih statičkih tlačnih ležajeva i tekućeg statičkog tlačnog tlaknog vodiča, točnost položaja do 0. 013 do m: obrada mjedenih dijelova, površinska grubost do R do 0. 0076Bra.

U rujnu 1984, LLNL Laboratories, u suradnji s Wright Aviation Research Institute of the U.S. Air Force, razvio je veliki vertikalni ultra-precizni CNC krevetić velikog optika Diaramond Turning Machine. Krevet može obraditi radne dijelove promjera 1625 mm, korištenje posebno razvijenog dvofrekventnog laserskog interferometra s dvostrukom frekvencijom za različito mjerenje informacija o položaju, a zatim kroz obradu podataka, pružiti točne povratne informacije servo sustavu, držač noža za pogon kako bi se osigurao položaj alata u odnosu na radni komad, razlučivost mjerenja od 0. 635nm. Kako bi se osigurala točnost pozicije servo kontrole, usvaja se precizna digitalna metoda kontrole servo, a kontrolni dio je unutarnji CNC uređaj. Kako bi se postigao mikro-unutarnji alat, stroj koristi mehanizam mikro-pomaka pedidne struje, koji može ostvariti mikro-pomak nano-razmjera, a točnost obrade može doseći 0. 025 do m. LODTM prepoznat je kao jedna od najviših razina ultra preciznih krevetića na svijetu danas.