技术研究 | 注塑方板的表面削层方案设计与探究
1、案例背景
近期，因应用需求，需要对样品的表面进行削层，国高材分析测试中心工程师接到此需求后进行削层研究，对此设计出两套方案。
图1样品
2、方案设计与讨论
2.1方案设计
本样品为方板，需对表面削去一层0.5mm厚度层，样品本身有点翘曲，用打磨的方式不仅操作不便而且比较耗时，所以采用CNC雕刻机铣去表面层，并设计以下两个方案。
CNC激光雕刻机
2.1.1方案一
使用设备自身夹具夹持样品雕刻，是最常使用的方式，工艺流程图见图2所示
图2 方案一工艺流程图
从图中可以看出方案一用设备夹具直接夹持样品，为避免刀具切割刀设备夹具，需两步完成样品整个表面的削层，而方案二中整个表面暴露于工作区域，所以可以一步到位完成样品整个表面的削层。
2.1.2方案二
利用样品本身的特点，下层尺寸大于中间层，两层尺寸差的特点，选取一块合适的样板作为夹持板夹持样品，与制作一块样品专门的夹具类似，见工艺流程图图3所示。
图3 方案二工艺流程图
2.3方案分析与讨论
2.3.1游标卡尺尺寸测量
方案一成品见图4所示，样板实际尺寸为4.33mm，铣去表面0.5mm之后，测量样板的尺寸，样品各个点的厚度不均。
图4方案一成品与尺寸图 图5方案二成品与尺寸图
方案二成品见图5所示，成品厚度相对均匀表面平整光滑，一步到位的工艺节省了很多时间。
2.3.2光学显微镜形貌观察
使用光学显微镜观察成品表面，从图6和图8可以看到，使用方案一雕铣的方板表面有明显刀痕，表面粗糙；从形貌3D图图10中可以看到，使用方案一雕铣的样品成品表面凹凸不平；从图7和图9可以看到，使用方案二雕铣的方板表面平整光滑。
对比方案一和方案二雕铣的成品，可以很直观地看到，采用方案二雕铣的样品成品比采用方案一雕铣的样品表面更加光滑平整，这是由于方案一是由设备夹具夹持样品，但因夹持部分的长度小于中间工作区域的样品尺寸，才导致样品夹持不稳，造成成品表面凹凸不平；而方案二新增了一块尺寸与硬度大于样品的尺寸与硬度的方板作夹持板，使样品整个表面暴露出来，没有了设备夹具的遮挡，使之可以一步到位，大大减少了雕刻的时间，而且夹持更加紧固平整，所以采用方案二雕铣的成品表面更加平整光滑，大大改善了因样品翘曲所引起的厚度不均等问题。
3、案例总结
3.1利用样品自身分层特点可作为夹持固定部分，制作了一块与样品契合的夹持板，减少了因夹具夹持部分无法铣到样品需分步操作产生的时间消耗，有效改善样品因夹持不稳导致的表面不平整和因样品翘曲导致的厚度不均的问题。
3.2前后采用了两种应对方案，前种方案是使用设备夹具夹持样品，是目前一直采用的方式，此方案无法解决样品表面削层的现有问题，后面增加了夹持板的思路对现有问题进行改进优化，填补了样品表面削层的工艺，为样品表面削层提供了一定的技术支持。
