在半導(dǎo)體、光伏、精密制造等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中，金剛石微粉、多晶硅、碳化鎢等超硬材料的加工始終是制約行業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)研磨設(shè)備因動(dòng)力不足、壓力控制粗放，常導(dǎo)致材料破損率高、粒度分布不均，甚至引發(fā)設(shè)備過熱停機(jī)。然而，上海凈信推出的臼式研磨儀JXJS-200，憑借其仿生手工研磨技術(shù)、180W大功率電機(jī)與智能壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，成功攻克了超硬材料的加工難題，在某半導(dǎo)體企業(yè)的多晶硅研磨測(cè)試中，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，研磨效率較傳統(tǒng)設(shè)備有效提升了40%，為制造業(yè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　仿生設(shè)計(jì)：復(fù)刻手工研磨智慧，破解超硬材料加工悖論

　　超硬材料的加工存在天然矛盾：過大的壓力會(huì)導(dǎo)致材料脆裂，而壓力不足則無法實(shí)現(xiàn)有效粉碎。凈信研發(fā)團(tuán)隊(duì)從傳統(tǒng)石磨工藝中汲取靈感，創(chuàng)新性地采用“偏心錐面運(yùn)動(dòng)+彈性壓力補(bǔ)償”仿生設(shè)計(jì)。其臼式研磨儀的核心在于模擬手工研磨中“推、壓、揉、搓”的復(fù)合動(dòng)作——研缽以30-160轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)臼杵沿錐面軌跡公轉(zhuǎn)，同時(shí)通過內(nèi)置壓縮彈簧實(shí)現(xiàn)軸向壓力的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

　　以金剛石微粉加工為例，當(dāng)硬度達(dá)HV10000的金剛石顆粒進(jìn)入研磨腔時(shí)，臼杵首先以50N的初始?jí)毫M(jìn)行表面粗磨，隨著顆粒棱角被磨平，彈簧系統(tǒng)自動(dòng)將壓力提升至120N進(jìn)行精細(xì)拋光。這種“剛?cè)岵?jì)”的加工方式，使最終產(chǎn)品粒度分布范圍控制在10-20μm，較傳統(tǒng)球磨機(jī)收窄60%，且成品率從72%提升至91%。

　　動(dòng)力革命：180W大功率電機(jī)突破能效極限

　　針對(duì)多晶硅等高脆性材料的加工痛點(diǎn)，凈信工程師對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的改造。傳統(tǒng)研磨儀多采用60-100W電機(jī)，在處理硬度達(dá)HV1500的多晶硅塊時(shí)，常因功率不足導(dǎo)致電機(jī)過熱停機(jī)。臼式研磨儀搭載的180W進(jìn)口加長版電機(jī)，通過優(yōu)化定子繞組結(jié)構(gòu)與散熱通道設(shè)計(jì)，在持續(xù)輸出30-160轉(zhuǎn)/分鐘可調(diào)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，將工作溫度穩(wěn)定控制。

　　在某光伏企業(yè)的實(shí)證測(cè)試中，該設(shè)備單批次可處理200ml多晶硅顆粒，更關(guān)鍵的是，其設(shè)備創(chuàng)新的“壓力-轉(zhuǎn)速聯(lián)動(dòng)算法”可根據(jù)材料硬度自動(dòng)匹配最佳參數(shù)：當(dāng)檢測(cè)到研磨阻力上升時(shí)，系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)將轉(zhuǎn)速從80轉(zhuǎn)/分鐘提升至120轉(zhuǎn)/分鐘，同時(shí)將臼杵壓力從80N降至60N，確保加工過程既高效又安全。

　　智能調(diào)控：三軸可調(diào)刮板實(shí)現(xiàn)“零殘留”加工

　　超硬材料加工的另一難題是樣品殘留。傳統(tǒng)設(shè)備因刮板與研缽間隙固定，常導(dǎo)致10%-15%的樣品滯留腔體，既造成材料浪費(fèi)，又可能引發(fā)交叉污染。臼式研磨儀采用聚氨酯/聚四氟乙烯復(fù)合刮板，配合三軸限位調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)現(xiàn)精密定位。

　　在某硬質(zhì)合金企業(yè)的碳化鎢加工現(xiàn)場(chǎng)，操作人員通過觸摸屏將刮板壓力設(shè)定為30N，設(shè)備即自動(dòng)調(diào)整刮板與研缽壁的夾角至15°，確保每一粒直徑≤5μm的微粉都能被導(dǎo)出。經(jīng)計(jì)量檢測(cè)，單批次加工后的殘留量低于0.2%，較傳統(tǒng)設(shè)備降低90%。

　　全場(chǎng)景適配：從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線的無縫銜接

　　臼式研磨儀JXJS-200的模塊化設(shè)計(jì)使其具備跨領(lǐng)域應(yīng)用能力。其研缽采用防震塑料外殼與嵌入式安裝結(jié)構(gòu)，可承受-196℃液氮冷凍研磨的溫差；頂蓋配備的丙烯酸玻璃觀察窗與LED照明系統(tǒng)，支持研究人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工過程；而防濺射薄膜型鍵盤則確保在冷凍樣品處理時(shí)，控制面板不會(huì)因冷凝水短路。

　　目前，該設(shè)備已形成完整的產(chǎn)品矩陣：JXJS-200A（瑪瑙研缽）適用于電子微粉加工，JXJS-200B（氧化鋯研缽）專攻醫(yī)藥中間體研磨，JXJS-200C（不銹鋼研缽）則服務(wù)于食品添加劑檢測(cè)。

　　綜上，上海凈信JXJS-200系列臼式研磨儀以仿生手工研磨技術(shù)破解超硬材料加工難題。其通過“偏心錐面運(yùn)動(dòng)+彈性壓力補(bǔ)償”設(shè)計(jì)，模擬手工研磨的復(fù)合動(dòng)作，搭配180W大功率電機(jī)與智能壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在金剛石微粉、多晶硅等加工中可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)可有效提升材料樣品的研磨效率，降低樣品殘留量，并在半導(dǎo)體、光伏等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。