金刚石线切割机的工作原理及分类
金刚石线锯
金刚石丝锯精密切割及其制备技术康仁科教授精密与特种加工教育部重点实验室大连理工大学机械工程学院精密切割加工是制备半导体和光电晶体基片的主要加工工艺之一，在微电子、光电子器件的制造过程中占有很高的地位。
而随着微电子和光电子技术飞速发展，对半导体和光电晶体的切割加工提出更高要求。
高效率、低成本、高精度、窄切缝、小翘曲变形、低表面损伤、低碎片率、无环境污染等是目前半导体和光电晶体的切割加工的新趋势。
现在，硬脆晶体材料切割方法有金刚石圆锯切割、带锯切割、线锯切割。
金刚石圆锯有分为金刚石外圆据和金刚石内圆锯两种；带锯分为钢带据、金刚石带锯、钢片锯三种；线锯分为钢丝锯、金刚石串珠锯、金刚石丝锯三种。
金刚石外圆锯切割技术金刚石外圆锯切割技术是应用较早的切割方法，外园周上电镀金刚石的圆锯片直径在200mm左右，最大可达400mm。
多用于宝石、石英、铁氧体、陶瓷等材料的切断、切槽等。
优点是：结构简单、操作容易、刀片价格便宜；缺点是：刀片较厚、锯口宽、材料损耗较大、切割面的平行度较差、只能切割小直径或较薄工件。
金刚石外圆锯典型的应用就是在IC制造中将硅片切割成分离的芯片。
金刚石内圆锯（ID）切割技术金刚石内圆锯（ID）切割技术示意图金刚石内圆锯切割技术的优点是：1.刚性好，可做的很薄，达到0.1mm；2.切片精度高，直径200mm晶片的厚度差仅为0.01mm；3.设备低廉，所用切割机价格仅为其它工具多使用切割机价格的1/3——14；4.每片都可以进行径向调整和切片厚度的调整；5.小批量多规格加工时，具有灵活的可调性。
缺点是：1.切片表面损伤层较大；2.刀口宽，材料损失大；3.生产率低，每次只切割一片；4.只能切割直线，无法切割曲面；5.只能切割直径小于200mm的晶片。
带锯切割金刚石带锯是以电镀金刚石磨料或镶焊金刚石烧结块为主题的环形锯条，带锯出现于20世纪50年代，我国八十年代才开始研制该类设备。
优点是：锯切速度快，刀具材料消耗少，噪音小。
金刚石线切割机的工作原理及分类
金刚石线切割机的工作原理及分类1.准备工作：确定切割位置，清理工作区域以确保安全，检查切割机的刀盘和切割线是否正常。
2.固定工件：将待切割的石材或其它材料固定到工作台上。
3.开始切割：启动金刚石线切割机，将切割线轻轻接触工件表面，然后逐渐加压，开始切割。
在切割过程中，操作人员需要保持稳定，掌握好切割速度和切割深度，以避免切割线断裂或工件损坏。
4.按要求进行切割：根据需要切割出的形状，操作人员可以通过改变切割速度、切割深度和切割角度来实现。
在切割过程中，也需要不断加冷却剂以防止切割线过热。
5.完成切割：当切割完成后，关闭切割机，等待切割线停止旋转后再慢慢取出切割线。
同时，及时清理工作区域，保持整洁。
1.手持式金刚石线切割机：体积小巧，操作方便，适用于对小块石材进行切割。
手持式金刚石线切割机通常由一个手柄和一个切割机头组成，操作人员可以手持切割机头直接进行切割。
2.台式金刚石线切割机：体积较大，功率较高，适用于对大块石材进行切割。
台式金刚石线切割机通常由一个固定的台面和一个移动的切割机头组成，操作人员可以将工件固定在台面上，然后通过控制切割机头的移动来进行切割。
3.数控金刚石线切割机：采用数控技术控制切割过程，具有高精度和高效率的特点。
数控金刚石线切割机通常由一个控制系统和一个切割系统组成，可以实现自动切割和切割路径的精确控制。
4.全自动金刚石线切割机：集成多种功能，可以实现全自动化的切割过程。
全自动金刚石线切割机通常包括切割系统、控制系统和负载系统等部分，可以实现自动装卸工件、自动定位和自动切割等功能。
总之，金刚石线切割机通过金刚石线对材料进行切割，其工作原理主要包括准备工作、固定工件、开始切割、按要求切割和完成切割等步骤。
根据结构和使用方式的不同，金刚石线切割机主要分为手持式、台式、数控和全自动等类型。
金刚石绳锯切割工艺介绍
框架梁切割（金刚石绳锯）1施工工艺2施工要点（1）固定绳锯机及导向轮用M16化学锚栓固定绳锯主脚架及辅助脚架,导向轮安装一定要稳定，且轮的边缘一定要和穿绳孔的中心线对准，以确保切割面的有效切割速度，严格执行安装精度要求。
（2）安装绳索根据已确定的切割形式将金刚石绳索按一定的顺序缠绕在主动轮及辅助轮上,注意绳子的方向应和主动轮驱动方向一致.（3）相关操作系统的连接及安全防护技术措施根据现场情况,水、电、机械设备等相关管路的连接应正确规范、相对集中，走线摆放严格执行安全操作规程，以防机多、人多、辅助设备、材料乱摆、乱放，造成事故隐患。
绳索切割过程中，绳子运动的方向的前面一定用安全防护拦防护，并在一定区域内设安全标志，以提示行人不要进入施工作业区域。
（4）切割启动电动马达，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，供应循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。
切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内。
（5）切割参数的选择切割过程中通过操作控制盘调整切割参数，确保金刚石绳运转线速度在20m/s左右，另一方面切割过程中应保证足够的冲洗液量，以保证对金刚石绳的冷却，并把磨削下来的粉屑带走。
切割操作做到速度稳定，参数稳定、设备稳定。
（6）切割过程中应注意的问题如遇到发生卡绳，断绳等现象要有相应措施解决。
安全防护措施一定严格、严密，否则断掉的金刚石绳索上的金刚石串珠会像子弹一样飞出伤人。
故现场除搞好必要的防护措施外，一律谢绝来往无关人员观摩。
3.2.2金刚石绳锯机工作性能采用型号DSM-10A（见下图）绳锯机，具体性能参数如下所述：金刚石绳锯机DSM-10A型绳锯机主要技术参数：驱动轮：φ600 mm；额定功率：10KW；额定电压：400V-50/60HZ；钢丝线速度：0—27m/s；缠绳容量：最大9.0米；外型尺寸：1370×557×（1840-2054）mm；防护等级：TP65；液压泵量：40-100L/min；最大工作压力：21MPa；最大切割面积：20m2；设备重量：150kg（主机）+190 kg（高压油泵）（1）金刚石绳锯切割的原理金刚石绳锯切割是金刚石绳索在液压马达驱动下绕切割面高速运动研磨切割体，完成切割工作。
金刚石线切割技术简析
金刚石线切割技术简析技术简介以生产工艺划分，金刚石线可以分为电镀金刚石线和树脂金刚石线。
金刚石切割线是通过一定的方法，将金刚石镀覆在钢线上制成，通过金刚石切割机，金刚石切割线可以与物件间形成相对的磨削运动，从而实现切割的目的。
金刚石线是用复合电镀的方法将高硬，高耐磨性的金刚石微粉固结在钢丝基体上，而制成固结磨料金刚石锯线。
在切割过程中90%的抗拉强度来自钢丝线，因此钢丝线对金刚石线至关重要。
在自由磨料线锯切割过程中，研磨液由喷嘴直接喷到钢丝线与硅晶体上，由线网的钢丝线带动游离磨料对硅晶体进行切割。
与游离磨料不同，金刚石线将金刚石微分固结到钢丝线上，钢丝线往复移动对硅晶体进行切割。
图：金刚石线构成轴剖面图技术优势传统砂浆的利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。
在切割过程中，碳化硅被冲刷下来，唯有持续进行滚动磨削，而减少切割效率。
碳化硅的硬度9.5（莫氏），而金刚石硬度在10（莫氏）。
金钢线切割线速度基本在15m/s，正常切割的砂浆线速度基本在9-11.5m/s。
而若金钢线再做突破的话，就应该是要更硬，同时兼有更好的自锐性（多晶金刚石），更稳定的固结方式，更快的线速度。
金刚石切割线相比传统工艺有三大优势：1）金刚石线切割漏损少，寿命长，切割速度快，切割效率高，提升产能；2）品质受控，单片成本低，金刚石线切割造成的损伤层小于砂浆线切割，有利于切割更薄的硅片；3）环保，金刚石线使用水基磨削液（主要是水），有利于改善作业环境，同时简化洗净等后道加工程序。
添加剂原理随着金刚石线切割技术的发展及单多晶竞争的日益激烈，多晶硅片将全部由砂浆线切割转变为金刚石线切割。
不过由于金刚石线切割多晶硅片的损伤层浅、线痕明显等问题，常规砂浆线的酸制绒难以在其表面刻蚀出有效的减反射绒面。
目前，针对金刚石线多晶硅片制绒的难题，主要解决办法包括：金刚石线直接添加剂法、干法黑硅(RIE)及湿法黑硅(MCCE)等，由于RIE和MCCE成本及工艺等原因，目前大多数企业以金刚石线直接添加剂法制备金刚石线切割多晶硅片的减反射绒面，当然由于添加剂法制备的电池转换效率低等因素，决定其只是金刚石线切割多晶硅片全面推广的一个过渡阶段。
金刚石线简介演示
经济效益
通过提高生产效率，减少材料浪 费和提高产品质量，金刚石线切 割技术可以带来显著的经济效益 。
市场竞争力
使用金刚石线切割技术可以帮助 半导体制造商在激烈的市场竞争 中获得优势。
技术进步
金刚石线切割技术的不断发展和 完善将推动整个半导体行业的技 术进步。
05
金刚石线的未来发展趋势
技术创新和研发方向
01
提升切割速度
通过优化切割工艺和设备，提高 金刚石线的切割效率，降低生产 成本。
02
新型金刚石线研发
03
智能化切割控制
研究新型金刚石线材料，提高其 强度、韧性和耐久性，以满足不 断变化的市场需求。
开发智能切割控制系统，实现自 动化和智能化切割，提高切割精 度和效率。
市场需求和产业前景
光伏行业需求
详细描述
金刚石线具有极高的硬度和耐磨性，因此它能够高效地切割各种硬质材料，如陶瓷、玻璃、硅等。同 时，金刚石线的导热性能优良，能够减少热量集中，降低工具和工件的温升，保证加工过程的稳定性 和精度。
环保无污染
总结词
金刚石线是一种环保无污染的加工工具，适用于现代制造业的要求。
详细描述
金刚石线是一种非金属材料加工工具，不会产生金属污染，因此它适用于食品、医药等行业的加工要求。同时， 金刚石线的使用寿命长，可减少更换工具的频率和停机时间，提高生产效率。
金刚石线的应用领域广泛，包 括半导体设备、光学设备、精 密机械等领域。
金刚石线的应用领域
01
02
03
半导体设备
用于硅片、晶圆的切割、 研磨和抛光等工艺。
光学设备
用于光学玻璃、光学塑料 等材料的切割和研磨。
精密机械
用于高精度零部件的加工 和制造，如航空航天、汽 车等领域。
电镀金刚石线锯超声波线切割机床结构设计
第12期2010年12月机械设计与制造M achi ner y D es i gn&M anuf act ur e159文章编号：100l一3997(2叭O)12一0159—02电镀金刚石线锯超声波线切割机床结构设计关颖(沈阳职业技术学院，沈阳110045)The St r U C t U r e deSi gn0f e I e ct r opI at ed di a m O nd w i r e s a w ul t r aSO ni C w edmG U A N Y i ng(Shenyang V oc at i ona l’r ec hni c al C ol I ege，Sh enyang110045，C hina)【摘要】在纵振动的超声波线切割机床设计机理探究的基础上，设计了能够实现高效率、低成本、质量好、窄切缝、多用途、无损伤、无环境污染的切割加工设备。
阐述了超声波线切割机床主体结构中各部件的功能和设计时应考虑的问题，并利用三维实体软件uG进行了整机三维模型的建立。
关键词：电镀金刚石线锯；超声波线切割机床；结构设计；三维模型【A bs t r act】儿6∞ed o，l e印如r i ng f k脚c^吼括啦如s酒l旷矾B如，画￡以i，碰口站删幻乃旷￡^e“Zf瑚o，l一记，眈s妣d w ED M幻0c^如口e危动劝铋拓加y，厶制c∞￡，gD以q“以妙，舢肿t l，忌e昕m M玩-p“巾∞e，肋流一歹W诒s，no e，w拥D码，ne m以p oZ Z“f幻几z)esc矗6e d t，地，删n st九_圮￡we矿以fr傩D n拓ED M丘，圮t fo，醛(旷e a[c^co，，妒。
一船肘以，l c砌厅虢d舭勰鹏s sI j l o配腽6e co船而如彤d讥比如s面势，饥d嬲玩g uG旷珈彤P—幽聊珊面，础s咖一t t r凹℃co，以l‘ct ed t，圮3d r no如正K ey w or ds：Elect ropla白eddi am蚰d稍r e s aw；U l t r嬲oIl i c啊忙dm；St m ctur e des i gI I；The3d m odeI 中图分类号：T H l6文献标识码：A1引言对基于纵振动的超声波线切割机床的设计，目前尚无比较系统和完整的资料可供直接引用。
线切割工作原理及操作
线切割工作原理及操作线切割工作原理及操作1. 引言在制造业中，线切割技术被广泛应用于金属加工领域。
它通过使用一根细小且高速振动的金属丝来切割工件，从而实现高精度的切割效果。
本文将深入探讨线切割的工作原理及操作方法，以帮助读者更好地理解该技术的应用。
2. 工作原理线切割技术基于电火花原理，即利用高频电流在工件表面产生的火花进行切割。
具体而言，线切割机通过引导一根直径约0.1至0.3毫米的金属丝，在辅助电解液的作用下与工件形成导电通路。
高频脉冲电流通过金属丝，引发电火花，在工件表面产生剧烈的化学反应。
这个过程持续不断，直到金属丝逐渐切割穿过工件。
3. 设备和操作方法线切割机是实现线切割技术的关键设备。
它通常由控制系统、电源系统和机械部分组成。
在操作过程中，首先需要根据工件的尺寸和形状，设计并生成一套切割程序。
将切割程序输入到线切割机的控制系统中。
在进行线切割之前，需要准备工作件和电解液。
工作件通常是金属材料，可以是钢、铝、铜等。
电解液则是一种具有高离子导电能力和冷却效果的液体，用于维持切割过程中的稳定性和效果。
接下来，将待切割的工件固定在工作台上，并调整切割机的参数，如电流、速度和张力等。
开始线切割操作。
线切割机将根据预设程序，精确控制金属丝的运动轨迹和电流信号，确保切割过程的稳定性和准确性。
4. 优势与应用线切割技术具有以下优势：一是切割精度高，能够实现毫米级的切割精度。
二是能够切割各种形状的工件，包括平面、曲面和立体等。
三是切割过程中无力量作用于工件，避免了热变形和机械变形的问题。
四是切割速度快，提高了生产效率。
线切割技术广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备和模具制造等领域。
5. 个人观点和理解对于我来说，线切割技术是一项非常有价值的制造技术。
它通过精密的电火花原理，实现对各种金属材料的高精度切割，为各种行业的生产提供了重要支持。
线切割技术的发展，不仅推动了制造业的进步，也为产品创新提供了更多可能。
金刚石线切割的原理、特点及其在精密超精密加工领域的应用
1金刚石线切割20世纪90年代，国际上为了解决大尺寸硅片的加工问题，采用了线锯加工技术将硅棒切割成片。
早期的线锯加工技术是采用裸露的金属线和游离的磨料，在加工过程中，将磨料以第三者加入到金属线和加工件之间产生切削作用[1]。
这种技术被成功地用于对硅和碳化硅的加工。
为了进一步缩短加工时间，以及对其它坚硬物质和难以加工的陶瓷进行加工，人们将金刚石磨料以一定的方式固定到金属线上，从而产生了固定金刚石线锯。
3.1金刚石线切割的原理图3.1金刚石线切割原理图如图3.1高速往复运动的切割线带动砂浆到切割区，使砂浆中的研磨颗粒(SiC颗粒)与硅棒表面高速磨削，由于研磨颗粒有非常锐利的棱角，并且硬度远大于硅棒的硬度，所以硅棒与线锯接触的区域逐渐被砂浆磨削掉，进而达到切割的效果，同时砂浆也可以带走磨削中产生的大量热[2]。
在对金刚石线锯切割机理的认识过程中，许多研究者认为，金刚石磨粒的微观切削运动是一个滚动、嵌入过程，提出了“滚动 -嵌入”模型。
Li 等人提出锯丝施加在磨粒上的力带动磨粒沿切削表面滚动，同时压挤磨粒嵌入切削表面，从而形成剥落片屑和表面裂缝，形成宏观的切割作用。
重点研究了磨粒嵌入工件时的应力分布和作用，发现磨粒对材料的最大剪切应力发生在微观切削表面之下，据此对磨料的选择进行优化。
Kao 等人指出在“滚动 - 嵌入”模型中，磨粒的运动除滚动和嵌入外，还包括刮擦，三者共同形成切削作用。
Bhagavat等人则在这个模型中考虑了磨浆的作用并认为，在锯丝带动游离磨料切割硅锭的小区域内，锯丝与磨浆的运动构成了一个弹性流体动力学环境，用有限元方法分析锯丝与硅锭间的磨浆弹性流体动力学模型，得到磨浆薄膜厚度和压力分布关于走丝速度、磨浆粘度和切割条件的函数，还得出结论：磨浆薄膜厚度大于平均磨粒尺寸，是磨粒的流动产生了切削[3]。
3.2 金刚石线切割的导线轮根据切割材料直径不同和设备制造厂家的技术考虑导线轮有2轮、3轮、4轮不等，安装方法有2轮平行、等边三角形或梯形，如图3.2所示。
硅晶片金刚线多线切割机
硅晶片金刚线多线切割机欧阳桥桢;胡根平;蔡俊杰;梅东江;吴新龙【摘要】本文阐述了硅晶片金刚线多线切割原理,并对自主研发的硅晶片多线切割机及其工艺作了介绍.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P54-57,64)【关键词】硅晶片;多线切割;金刚线;切割机;工艺【作者】欧阳桥桢;胡根平;蔡俊杰;梅东江;吴新龙【作者单位】新余银龙机电科技有限公司,江西新余 338000;新余银龙机电科技有限公司,江西新余 338000;新余银龙机电科技有限公司,江西新余 338000;新余银龙机电科技有限公司,江西新余 338000;新余银龙机电科技有限公司,江西新余338000【正文语种】中文【中图分类】TH60 引言随着世界常规能源供应短缺问题的日益严重和化石能源的大量开发利用造成的自然环境污染与人类生存环境恶化的问题日益突出，寻找新型能源已成为世界热点问题。
在各种新能源中，太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点，受到世界各国的高度重视。
硅晶片不仅是微电子信息(IC 即Integrated Circuit)产业的重要元件，更是太阳能光伏(PV 即Photovoltaic)产业的重要元件。
图1 表明，其国内外市场前景总体看好。
硅晶片的生产成本在整个光伏发电系统建造成本中占有相当的比例，严重制约着光伏企业的发展和光伏发电的商业应用步伐。
硅晶片的生产加工一般是采用专用切割机床(多线切割机)，以砂浆切割工艺方式进行加工生产。
这种工艺生产效率不高，能源消耗较大，工艺辅料(切割砂浆和切割钢线等)用量多、环境污染严重。
为改善上述不足，近年来，一种新型的硅晶片切割技术——金刚线多线切割工艺正悄然兴起，成为一种发展趋势。
1 金刚线多线切割原理1.1 砂浆多线切割原理为便于读者的了解，先介绍一下硅晶片砂浆多线切割原理。
硅晶片多线切割机的切割原理是:以高速运动的钢线为载体，以SiC 颗粒(砂浆)为切割刃，通过硅锭与钢线的相对运动实现对硅锭的切割加工，以获得一定几何形状的硅片(图2)。
(可直接阅读)金钢线切割介绍
金刚线切割介绍
开封恒锐新金刚石制品有限公司 马进东
目录
一、切割技术对比 二、各切割模式的比较 三、金刚线切割单晶介绍 四、金刚线切割多晶介绍 五、金刚线切割模式在单晶和多晶应用的差距
一、切割技术信息对比
游离砂浆切割技术与金刚线切割技术
碳化硅
切割液
钢线
金刚线
切割液
砂浆的切割模式是碳化硅颗粒在硅棒 和钢线之间进行“滚动-压痕”作用 下，实现硅材料的去除。属于三体磨 损。
湿法制绒(WET)
优点
1、低化学品耗用 2、外观与传统电池片一致 3、观察市场消息平均效率提升在 0.5-0.8%
1、设备投资较低 2、与传统酸制绒制程差异不大， 容易整合 3、根据阿特斯报告判断提升约 0.24-0.4%
缺点
1、设备昂贵 2、清洗制程掌握度低 3、设备量产均匀性不确定性高
1、外观金花纹现象存在与后续工 序匹配问题
三、各切割模式的比较
电镀金钢线
树脂金钢线
河南易成新能源股份有限公司
三、金刚线切割单晶介绍
腐蚀时间增加
短时间内，两种硅表面差异很明显。 在随更长时间之后，腐蚀长时间金字塔尺寸将变的相同。
四、金刚线多晶介绍
线速度对金刚石线锯及硅片表面质量的影响
线速度对金刚石线锯及硅片表面质量的影响李宏达;秦军存;邢旭;明兆坤【摘要】为了考察线速度对金刚石线锯切割过程的影响,研究了不同线速度条件下金刚石线锯的磨损情况以及硅片表面质量情况,通过SEM及粗糙度仪对切后线材、硅片等进行微观及量化分析.结果表明:线速度由1 300 m/min提高至1 800m/min,金刚石线锯磨损量由3.5 μm逐渐降低到2.5 μm,降幅为28.6％;金刚石线锯切割硅材料为塑性及脆性模式混合去除,硅片表面的形貌呈现沟槽状、连续划痕并伴随大量凹坑;随着线速度的增加,硅片表面粗糙度逐渐减小,算数平均粗糙度Ra、最大高度Rz以及最大表面粗糙度Rt数值分别下降了33.7％、37.8％、45.6％,表面凹坑数量随着线速度的增大也逐渐减少.%The wear of wire and the surface quality of silicon wafer under different wire speeds were studied.The micro and quantitative analysis of the used wire and silicon wafer was investigated by SEM and roughness instrument.The results showed thatthe smaller the wear of diamond wire with the wire speed increasing from 3.5 μm to 2.5 μm;;diamond wire cutting sil icon materials for plastic and brittle mixed mode of removal of silicon surface profile showed a continuous groove,accompanied by a large number of scratches andpits,with the wire speed increasing the surface roughness of silicon wafer was gradually decreased,Ra、Rz and Rt decreased by 33.7％、37.8％、45.6％,the number of surface pits also gradually reduced.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】5页(P41-44,49)【关键词】金刚石线锯;多线切割;硅片;线速度【作者】李宏达;秦军存;邢旭;明兆坤【作者单位】青岛高测科技股份有限公司,山东青岛266000;青岛高测科技股份有限公司,山东青岛266000;青岛高测科技股份有限公司,山东青岛266000;青岛高测科技股份有限公司,山东青岛266000【正文语种】中文【中图分类】TG58从2016年底到2017年上半年，光伏市场逐渐向好，需求量剧增。
石材的新型加工技术
石材的新型加工技术第一部分石材新型加工技术概述 (2)第二部分高效切割技术与设备 (5)第三部分石材表面处理与优化 (9)第四部分数控石材雕刻技术应用 (12)第五部分石材磨削与抛光技术发展 (14)第六部分采用生物技术制造石材 (17)第七部分石材的新型复合材料研究 (20)第八部分环保石材加工材料与方式 (22)第一部分石材新型加工技术概述石材新型加工技术概述随着建筑业和装饰材料市场的不断发展，对石材的需求日益增长，同时对石材加工技术的要求也越来越高。
传统的石材加工方法存在效率低、成本高、污染环境等问题，因此，新型石材加工技术的研究和发展成为当前行业的重要课题。
本文将对石材新型加工技术进行概述，包括其基本原理、特点、应用及发展现状。
一、石材新型加工技术基本原理新型石材加工技术主要包括精密加工技术、纳米加工技术、激光加工技术、切削加工技术等。
这些技术的应用，使石材加工过程更加高效、环保、精确。
1.精密加工技术：采用精密加工设备和工具，通过切割、磨削、研磨等工艺，实现对石材的精细加工。
2.纳米加工技术：运用纳米级别的加工工具，通过化学、物理等方法，在石材表面进行微米或纳米级别的加工。
3.激光加工技术：利用激光的高能量密度和聚焦性，对石材进行熔融、切割、打标等加工。
4.切削加工技术：采用切削刀具在石材表面进行物理去除加工，达到预期的形状和尺寸。
二、石材新型加工技术特点相对于传统石材加工技术，新型石材加工技术具有以下特点：1.高效：新型加工技术能够显著提高石材的加工效率，减少加工时间。
2.环保：新型加工技术在加工过程中产生的废料、粉尘等污染物较少，有利于环保。
3.精确：新型加工技术具有高度的加工精度，能够实现石材的精细化加工。
4.经济：虽然新型加工设备的初期投资较高，但长期来看，其高效的加工能力和精确的加工质量能够降低生产成本，提高经济效益。
三、石材新型加工技术应用新型石材加工技术在建筑、装饰、艺术等领域具有广泛的应用前景：1.建筑装饰：新型石材加工技术可用于加工大理石、花岗石等装饰材料，提高装饰效果的档次和科技含量。
简述金刚石绳锯切割原理
简述金刚石绳锯切割原理
金刚石绳锯是一种利用金刚石绳进行切割的切割工具。
金刚石绳锯切割原理可以简述为：
1. 原材料准备：将需要切割的工件安置在切割台上，并固定好。
2. 绑绳：将金刚石绳绕在两个滚轮上，使其成为一个环形的锯条。
金刚石绳通常由多个金刚石芯片组成，并通过金属绳或塑料绳连接在一起。
3. 加水冷却：在切割过程中，需要在切割区域加水冷却。
这样可有效减少因摩擦而产生的热量，并延长金刚石绳的使用寿命。
4. 开始切割：运行切割机，使金刚石绳开始转动。
金刚石芯片在切割过程中与被切割物体接触，并且通过摩擦力来切割工件。
5. 指导作用：由于金刚石绳的柔韧性，在切割过程中需要使用导向轮来引导金刚石绳的运动方向，以保持切割的准确性和稳定性。
6. 完成切割：根据需要，逐渐移动切割台，直到完成对整个工件的切割。
切割完成后，将切割台靠近工件以防止绳子与机械相碰撞。
金刚石绳锯切割原理是利用金刚石绳的硬度和锯齿摩擦力，通过绳锯的运动来实现对工件的切割。
这种切割方式可以适用于各种硬质材料的切割，如石材、金属等。
金刚石线锯简介
金刚石线锯晶片切割简介传统砂浆切割设备在2010年的快速发展，由于砂浆中使用的主要原料聚乙二醇（PEG）其COD值较高，对于水体环境影响较大，环保政策逐步严苛。
国外金刚线的推广程度较快，从2010年开始，瑞士MB的DW288、日本NTC 的PV500D、东洋的T-8252B、安永的TW-320C、高鸟的MWS-4450DD等均推出了不同型号的金刚石线多线切割机。
例如日本有超过90% 金刚线切片如东洋、美国的MEMC、Sunpower ；金刚线加工主要是静压使晶硅破碎，往复走线过程在晶硅表面形成刮擦状的非晶硅；形成脆性+塑性的独特的加工方式。
国内2012年随着环保政策的要求及金刚石线成本的降低，以及切割技术的进步，硅片厚度已经逐步从超过200um的水平逐步下降至180、160um的水平，硅片实验室切割水平硅片厚度已经可以达到140um，甚至更低的水平。
P型单晶普通电池和P型多晶PERC电池成本相当，单晶电池竞争力回升，多晶市场主导地位受到挑战。
多晶硅光伏产品行业目前也在加速推进金刚线切割多晶硅及制绒技术的研究与应用。
伴随电池技术进步，硅片薄片化是未来必然的发展趋势，通过薄片化可以降低硅片硅耗，提高硅片产量，进而降低硅片切割的硅成本。
金刚线切片技术在单晶加工领域获得了巨大的推广。
在成本和环保的双重压力下，国内多家单晶硅片生产公司如西安隆基、内蒙古中环、锦州阳光、卡姆丹克、申和热磁、晶龙等行金刚线切片。
多晶金刚线方面上海卡姆丹克、浙江昱辉、保利协鑫、晶科等公司进行传统砂浆切割设备的改造，有改造成功案例。
金刚线简介：目前日本厂商凭借先发优势，并依靠在金刚石工具制造行业积累的技术优势，在高端市场占据较大份额，代表企业包括旭金刚石（AsahiDiamond）、中村超硬（nakamura）等。
日本的旭金刚石（AsahiDiamond）2007年6月就推出了成熟产品；美国Diamond Wire Technology (Meyer Burger AG)主要和梅耶博格公司合作。
环形金刚石线锯切割蓝宝石试验研究
环形金刚石线锯切割蓝宝石试验研究陈超;王进保;肖乐银;周世威;郑超【摘要】使用环形金刚石线直径为0.70毫米,长4米,切割直径53毫米的蓝宝石晶体,30分钟即可完成切割.论文研究切割线速度,进给速度等对蓝宝石切割面粗糙度的影响.通过试验找到环形金刚石线切割蓝宝石片的最佳工艺参数并对其切割机理进行了探讨.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2012(024)004【总页数】4页(P5-8)【关键词】蓝宝石;环形金刚石线锯;切割机理【作者】陈超;王进保;肖乐银;周世威;郑超【作者单位】中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004;中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004;中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004;中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004;中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TQ164切割蓝宝石多使用金刚石多线锯，切割加工的运动是往复的。
由于线锯需要换向，所以线锯速度低且经常变化，这带来两个问题：一是线速度低，限制加工效率；二是材料加工表面存在线锯换向时的痕迹，影响表面质量［2，3］。
使用往复式金刚石线（0.3mm）切割2英寸蓝宝石晶棒需要耗时3～4个小时。
而环形金刚石线切割时锯丝单方向运动，线速度较高（20m／s），30分钟即可完成2英寸蓝宝石晶棒的切断。
本文对环形金刚石线锯切割蓝宝石晶体进行了研究，分析了切割工艺对蓝宝石切片表面粗糙度及晶片总厚度偏差及表面形貌的影响。
实验表明：环形金刚石线锯克服了多线锯切割的缺点，在切割线速度20m／s、进给速度0.5㎜／min及张紧砝码质量5kg时切割效果最好。
切割实验在自制的环形金刚石线切割机上进行，设备示意如图1所示。
切割时环形金刚石线锯采用重锤法调节张力，可以根据进给量的大小，自动调整线锯的受力，不至于使锯丝局部受力过大断开。
切割采用自来水冷却及切屑的清除。
由于切缝不到1毫米，水流量较小时，清屑不彻底会引起切割表面的不平整，有明显切痕，故切割时应保持水量在100ml／min以上。
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述
电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述随着国家新能源战略计划的制定和实施，太阳能的开发和利用变得越来越重要。
近年来太阳能光伏发电对大面积硅片的需求量不断增加。
由于半导体制造技术的成熟，硅片其他方面的制造成本不断下降，但太阳能电池用硅片的切割成本一直居高不下，占到总制造成本的30%左右。
硅晶片是用于太阳能光伏发电的基本材料，随着光伏发电技术的发展，要求硅片的厚度不断降低，目前可用于硅晶体等硬脆材料的切割方式主要有使用游离磨料切割和使用固结磨料切割两种。
游离磨料的切割方式是最早使用的，也是目前我国切割硅晶片的主要切割方式，其切割原理是利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。
常用的磨料为碳化硅，或碳化硅和金刚石的混合物。
游离磨料切割方式存在着明显的缺点，切割效率低、浆液难以回收，环境污染严重等。
为了解决游离磨料切割方式存在的问题，越来越多的人开始研究固结磨料切割工具，主要集中在电镀金刚石切割线和树脂结合剂切割线［1］。
电镀金刚石切割线就是以电镀金属为结合剂，通过金属的电沉积作用把金刚石磨料固结在芯线基体上而制成的一种线性切割工具，其中金刚石磨料的尺寸一般为几微米到几十微米。
电镀金刚石切割线不但能够对硅晶体等硬脆材料进行精密切割，还可以实现成型加工。
与游离磨料切割方式相比，电镀金刚石切割线切割硬脆材料有许多优点:切片薄、效率高、加工表面损伤小、节约材料等，尤其适合于宝石、水晶、大尺寸硅晶体等贵重硬脆材料的切割。
1·电镀金刚石切割线的种类电镀金刚石切割线的线径一般不大于1 mm，常用线径为0．1～0．4 mm，其分类方法目前还不统一。
一般根据基材是否为环形可分为电镀金刚石长切割线和环形电镀金刚石切割线;根据基材种类可分为以单根钢丝、双股钢丝、多股钢丝绞合线为基材的金刚石切割线;根据所用金刚石磨料是否改性可分为普通金刚石切割线和磨料带金属衣的金刚石切割线，其分类如图1。
金刚石绳锯切割原理介绍
金刚石绳锯切割原理介绍金刚石绳锯是一种常用于切割混凝土、石材和金属的切割工具。
它采用了金刚石颗粒镶嵌的金属绳作为切割工具，并利用金刚石磨削材料的特殊性质来实现高效的切割效果。
以下是金刚石绳锯切割的原理介绍：1. 金刚石颗粒镶嵌的金属绳金刚石绳锯采用一根金属绳作为切割工具的载体，并将金刚石颗粒均匀镶嵌在金属绳上。
金刚石是一种非常硬的材料，具有很高的硬度和耐磨性。
通过将金刚石颗粒固定在金属绳上，可以形成具有切割能力的金刚石绳。
2. 金刚石的磨削特性金刚石是一种具有极高硬度的材料，它的硬度仅次于钻石。
这使得金刚石具有很强的磨削能力，能够快速磨削和切割其他物质。
在金刚石绳锯切割过程中，金刚石颗粒在与被切割物体接触时，通过磨削和摩擦来实现切割作用。
3. 切割过程金刚石绳锯切割过程中，金刚石颗粒与被切割物体的接触面形成高压区域。
在施加外力的作用下，金刚石颗粒通过磨削和摩擦作用，将被切割物体的颗粒或者晶粒逐渐磨去，实现切割作用。
金刚石绳锯可以进行直线切割、曲线切割和形状切割，非常适用于切割各种硬度的材料。
4. 切割效果和优势金刚石绳锯具有切割速度快、切割效果好、切割精度高的优势。
由于金刚石具有极高的硬度和耐磨性，金刚石绳锯可以在切割过程中保持较长时间的锋利度，从而提高切割效率。
金刚石绳锯还可以进行湿式切割，通过水冷降低切割温度，减少磨损和热膨胀对材料造成的损伤。
金刚石绳锯切割原理基于金刚石颗粒的高硬度和磨削特性，通过高压磨削和摩擦作用来实现切割作用。
其切割效果和优势使得金刚石绳锯成为一种广泛应用于工程建设和石材加工等领域的重要切割工具。
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金刚石线切割机的切割原理及分类一、金刚石线切割机金刚石线切割机原理金刚石线切割机装有一个绕丝筒。
绕丝筒在高速旋转的同时进行往复回转运动进而带动金刚石线做往复运动，金刚石线被张紧轮所张紧，为增加切割的精度和切割面的平整度，会安装导向轮进行导向[1]。
通过自动控制工作台向金刚石线方向不断地进给，或是控制金刚石线向工作台方向不断进给，从而使金刚石线与被切割物件间不断产生磨削进而产生切割运动。
金刚石线锯切割优势当被加工材料不导电且需要采用线切割的方式进行加工时，电火花线切割机不再适用，此时金刚石线切割机的加工优势便显现出来，金刚石线切割机同时适用于导电材料和不导电材料（硬度要比金刚石线小）的切割。
因此，金刚石线切割机被广泛用于各种金属和非金属及复合材料的切割，如陶瓷、玻璃、岩石、宝石、玉石、陨石、单晶硅、碳化硅、多晶硅、耐火砖、环氧板、铁氧体、PCB以及建筑材料、牙科材料、生物材料及仿生复合材料等，特别适用于切割高硬度、高价值、易破碎的各种脆性材料[2-3]。
金刚石线切割机常用的金刚石线主要为电镀型金刚石线1、电镀型：用电镀的方法在金属丝上沉积一层金属（一般为镍和镍钴合金），并在金属内固结金刚石磨料制成的一种线性超硬材料工具。
金属镀层是结合剂，金刚石磨料则用于切削加工。
基材是否为环形基材种类金刚石磨料电镀金刚石长切割线环形电镀金刚石切割线单根钢丝基体金刚石切割线多根钢丝基体金刚石切割线不带金属衣的普通金刚石切割线带金属衣的金刚石切割线电镀金刚石切割线目前人们研究和应用较多的是截面为圆形的单根钢丝的金刚石长切割线和环形电镀金刚石切割线。
电镀金刚石长切割线是指采用电镀的方法将金刚石磨料固结到有头的金属基体上形成的切割线，常用基体截面形状为圆形，一般为0.12～0.5mm，主要用于硅晶体、蓝宝石的切割加工。
环形电镀金刚石切割线是指将金刚石磨料电镀到环形金属基体上形成的切割线。
该类切割线使用时一般缠绕到几个导轮上进行单向循环切割，切割过程中无需换向，因此切割速度高。
环形电镀金刚石切割线中的由单根钢丝焊接成环形的切割线的线径一般不大于1mm，因此切缝较小，适合于硅晶体和蓝宝石等比较贵重的硬脆材料的切割，但是焊接接头的热处理技术要求比较高，使用寿命比较短。
通过缠绕的方法将单根钢丝编织成环形钢绞线或环形钢丝绳。
这类环形切割线的线径一般难做到1mm以下，因此切缝较宽，切割线不易断裂，使用寿命较长，适合石墨、复合非金属材料等的切割[4]。
沈阳科晶自动化设备有限公司制造的STX系列金刚石线切割机目前所使用的金刚石线主要是电镀型金刚石线，目前所使用的线径有φ0.125㎜、φ0.25㎜、φ0.35㎜、φ0.42㎜的几种金刚石线，也可根据客户的实际需求定制不同直径的金刚石线。
其中φ0.125㎜和φ0.25㎜两种金刚石线的线径公差为±0.02㎜；φ0.35㎜和φ0.42㎜两种金刚石线的线径公差为±0.03㎜。
在对样品进行切割时可根据样品的材质、形状、大小及切割实际要求来选择合适的线径，一般直径为0.35㎜的金刚石线适用于大多数材料的切割。
沈阳科晶自动化设备有限公司生产的STX系列金刚石线切割机属于高精密柔性切割，操作简单，金刚石线锯切割精度高，加工质量优良，切割面平整（Ra≤1.6μm），边缘无破边。
如图1用STX-202A金刚石线切割机切割后的玻璃柱的表面形貌图，在显微镜下放大200倍可见切割后的玻璃柱表面加工质量优良，切割面平面度极好，边缘无破边现象产生。
金刚石线切割机特别适合如晶体、陶瓷、玻璃、蜂窝陶瓷（汽车尾气处理载体，薄壁，易碎）、金属、塑料、PCB、岩样、矿样、耐火材料、玉石、陨石、复合材料、建筑材料、牙科材料、生物及仿生复合材料等材料的切割。
对于质地软的金属其韧性较大，切割时有粘滞性会发生粘刀的现象，因此在一定程度上会降低金刚石切割线的使用寿命，因此韧性较大的金属一般不用金刚石线切割机进行切割。
沈阳科晶自动化设备有限公司制造的金刚石线切割机，机身采用铝型材结构，美观轻便，不易生锈。
根据切割样品的尺寸的大小及形状等特性又将金刚石线切割机分为多种不同的型号，STX系列金刚石线切割机各机型既有共性又各自有其特点和优势，可根据所要切割样品的形态特性来选择合适的切割机。
200×图1用STX-202A切割后的玻璃柱的表面形貌图沈阳科晶自动化设备有限公司制造的金刚石线切割机的分类：1、STX-202A 小型金刚石线切割机STX-202A 小型金刚石线切割机两张紧轮采用弹簧张紧的方式，操作简便，加工质量优良，可用于各种不同硬度材料的切割，特别是适用于脆性、易解理的晶体的精密切割，切割薄片厚可以达到0.08mm 。
2、STX-603精密金刚石线切割机STX-603精密金刚石线切割机是一款经过CE 认证的切割设备。
所切割的样品直径更大，切割薄片时厚度最薄可以达到0.2mm 。
3、STX-202AQ 小型金刚石线切割机STX-202AQ 小型金刚石线切割机采用了气动张紧，张紧力可根据金刚石线径改变，力输出更均匀、调节更准确，所使用的金刚石线最细可达Ø0.08mm 。
4、STX-1202A 全自动金刚石线切割机STX-1202A 全自动金刚石线切割机特别适用于加工较大尺寸的贵重材料。
该机使用进口气动元件装配气动张紧系统，使张紧力更加稳定可靠。
进行材料切割时主电机带动金刚石切割线向下做定速移动，材料固定在工作台上不动，确保了切割的稳定性。
工作台可手动或通过程控进行360˚旋转调整。
5、STX-2401全自动金刚石线切割机STX-2401全自动金刚石线切割机可以用于硅、白宝石、蓝宝石等人工晶体的籽晶切割，以及硅晶体、蓝宝石晶体的开方切割。
用在贵重宝石、生物塑化标本的切片时，不仅切缝细小，而且切割片质量优良，大幅度提高了材料的利用率。
6、STX-4001金刚石线切割机STX-4001型金刚石线切割机是专为大型、贵重样品的省料切割而设计。
最大切割直径可达1米，工作台最大载重1.5吨。
7、STX-402台式金刚石线切割机STX-402台式金刚石线切割机能实现高效率、高质量的切割。
特别适于如ZnO 、BTO 、YAG 、BBO 等高价值、易碎裂晶体的切割，切片成功率高达99%以上。
配备的二维可调夹具可确保切割晶向的精度，其水平、垂直转角精度都为±10′。
采用80m 长的金刚石线进行往复式切割，线速度在0-2m/s 间可调。
采用步进电机驱动，自动进刀切割，切割速度可调，提高切割质量，延长金刚石线使用寿命。
8、STX-201循环式精密金刚石线切割机STX-201循环式精密金刚石线切割机是切割易损、脆性、小体积等材料的理想工具。
嵌有金刚石的线锯丝尤其适用于各类晶体和基片的无损伤切割，如氧化镁晶体、页岩切片、蜂窝陶瓷（汽车尾气处理载体，薄壁，易碎）。
本机工作台可水平方向360°旋转，Y 轴方向可倾斜±15°，并配有十字夹具（90°定位模）。
此外，设有切割线张力调整装置，工作过程中可实现精确切割。
如何根据样品类型选择金刚石线切割机由于沈阳科晶自动化设备有限公司金刚石线切割机种类繁多，应针对不同的需求选择正确的切割机，因此为指导客户正确的根据试样材质、尺寸、加工要求来选择线切割机，现将切割机的设备能力进行如下总结：种类设备型号行程mm特点金刚石线切割机STX-201Y:0.01~50.00Z 方向高度≤50环形线，切割小型贵重试样，切割面光滑平整STX-202AY:0.01~50.00Z :1~50高精密柔性切割：切割线运行速度分别为1.5、2、3、5、5m/s ，适合切割玻璃、晶体、陶瓷、脆性金属（切割粘性金属会降低线的使用寿命）、复合材料等。
适用于块状试样切片，片状试样切断，切割精度高，切割面平整（Ra≤1.6μm ），边缘无破边。
STX-402X :1~110Y:0.01~110.00STX-603A Y:0.01~180.00Z :1~160STX-1202A Y:0.01~300.00Z :1~300STX-2401Y:0.01~650.00Z :1~680STX-4001Y :0.01~1000Z :1~1000备注：1.红色加粗字体标注的方向为切割方向（正向或负向）2.金刚石线切割机的切割线直径分别为Φ0.14、0.25、0.35、0.42mm 具体步骤如下：一、可根据试样尺寸对照上表选择设备要保证试样能够放在设备的有效工作范围内。
筛选时注意切割方向图2金刚石线切割机X 、Y 、Z 轴方向示意图二、根据平行精度选择设备高精密切割设备：STX-201、STX-202A 、STX-402、STX-603A 、STX-1202A 、STX-2401切割精度因设备而定，最小切割精度±0.01mm三、根据转角精度选择设备刻度线转角：STX-201、STX-202A、STX-603A该转角方式应属于精确转角，360°转盘上标记详细刻度，游标卡尺式读数方式，但由于人眼观看角度问题会造成转角误差，误差大小因观看角度而定。
其中STX-201和STX-202A配备标准90°工装夹具，如只切割90°角，可在这两款设备中进行选择。
精确自动转角：STX-1202A、STX-2401程序控制精确转角，转角精度为±0.01°（0.6′）以下几种情况都可以用金刚石线切割机（STX系列）对样品进行切割：1.高度较高的正方体、长方体、圆柱体等试样切割薄片2.易碎裂的晶体、页岩等试样切割3.不能加冷却液（水、乳化液、油等）试样的切割选择设备后进入公司网站输入相应设备型号查询该设备的具体信息。
参考文献：1、高玉飞，葛培琪，李绍杰.往复式电镀金刚石线锯切割单晶硅片特性研究[J].人工晶体学报，38（2）：3732、周世威，郑超，刘莹，等.金刚石线锯切割设备现状分析[J].超硬材料工程，2012,24（3）:503、向波，贺跃辉，谢志刚，黄艳华.电镀金刚石线锯的研究现状[J].材料导报，2007,21（8）：26-284、高伟,张景涛,吴平,等.电镀金刚石切割线的种类及制造工艺的研究概述[J].金刚石与磨料磨具工程,2012,32(3):35-40.。