El 7 de julio, China completó la construcción de su primer dispositivo de referencia de alta precisión para la medición de redondez, llenando un vacío en el sistema de trazabilidad de mediciones de redondez del país. Este dispositivo está diseñado para escenarios de fabricación de alta precisión, como la industria aeroespacial, máquinas herramienta de alta gama, óptica avanzada y fabricación de semiconductores, proporcionando soporte de trazabilidad a nivel nanométrico para la inspección de componentes críticos, la evaluación de errores de forma, la calibración metrológica y el control de calidad.
La medición de redondez no es una inspección dimensional ordinaria, sino una de las capacidades fundamentales dentro del sistema de fabricación de precisión.
Productos como componentes de motores aeronáuticos, rodamientos de precisión, husillos de máquinas herramienta, elementos ópticos y equipos de fabricación de semiconductores a menudo requieren un funcionamiento estable dentro de márgenes de error extremadamente pequeños. Si el error de redondez no se puede medir y rastrear con precisión, los procesos posteriores de mecanizado, ensamblaje, calibración y evaluación de calidad pueden verse afectados. La finalización de este dispositivo de referencia de alta precisión significa que China ha completado un eslabón clave en su sistema de medición geométrica, proporcionando una capacidad de inspección subyacente más confiable para la fabricación de alta gama.
El dispositivo de referencia de alta precisión para la medición de redondez recién construido integra múltiples tecnologías de innovación independiente, superando desafíos técnicos clave como la evaluación de redondez de alta precisión, la separación de errores del husillo y el control de consistencia del filtrado. El dispositivo propone un modelo de cálculo de redondez basado en el filtrado de redondez de alta precisión y la utilización completa de datos, para resolver el problema de estabilidad en la reconstrucción del perfil después de la separación de hemisferios estándar. Para la medición de ultraprecisión, el modelo de procesamiento de datos, el método de identificación de errores y la consistencia del filtrado afectan directamente la credibilidad de los resultados finales de la medición.
Entre estos, la separación de errores del husillo es un avance técnico importante de este dispositivo. Durante el proceso de medición de redondez, el error de rotación del propio husillo se superpone a los datos del perfil de la pieza medida. Si no se puede separar de manera efectiva, es difícil determinar si el error proviene de la pieza medida o del propio sistema de medición. La aplicación de la nueva tecnología de separación de errores suprime significativamente el error de rotación del husillo, reduciendo la incertidumbre de la medición de redondez de 20 nanómetros a 6 nanómetros, alcanzando un nivel avanzado internacional en capacidad de medición.
Una incertidumbre de medición de nivel nanométrico (6 nm) tiene un significado directo para la industria manufacturera de alta gama. A medida que los equipos de semiconductores, los sistemas ópticos avanzados, las máquinas herramienta CNC de alta gama y los equipos aeroespaciales continúan desarrollándose hacia una mayor precisión, los requisitos de las empresas para la medición y la inspección ya no se limitan a "poder medir", sino que exigen mediciones precisas, repetibles y trazables. Con la finalización de este dispositivo de referencia de alta precisión, los resultados de las inspecciones relacionadas pueden obtener un soporte de referencia más estable, reduciendo la dependencia de capacidades externas en los enlaces de medición críticos.
Este tipo de capacidad de medición fundamental generalmente no aparece directamente en los productos finales, pero afecta el nivel de calidad de toda una cadena de fabricación. Por ejemplo, la precisión del husillo de las máquinas herramienta de alta gama, la estabilidad rotacional de los rodamientos, el control de la forma de los elementos ópticos y la consistencia de las piezas móviles en los equipos semiconductores requieren el soporte de un sistema confiable de medición geométrica. Después de mejorar la capacidad de referencia de redondez, las empresas pueden obtener una base más clara para el juicio de errores en la verificación de procesos, la inspección de productos terminados, la calibración de equipos y la revisión de calidad.
Más importante aún, este dispositivo ha logrado el control independiente de varias tecnologías centrales clave para la medición de redondez de alta precisión, proporcionando las condiciones técnicas para una sustitución integral nacional. Los equipos de medición de alta precisión han sido durante mucho tiempo parte de la infraestructura de fabricación de alta gama, con altas barreras técnicas, largos ciclos de verificación y altos requisitos para algoritmos, sistemas mecánicos, sensores, sistemas de control y capacidad de procesamiento de datos. La finalización de este dispositivo no solo representa el desarrollo exitoso de un solo equipo, sino que también demuestra que China ha formado una capacidad sistémica en la referencia de medición de redondez de alta precisión, el control de errores y los métodos de evaluación de datos.
Las aplicaciones posteriores se centrarán en empresas de fabricación de precisión, instituciones metrológicas, unidades de investigación científica y la cadena industrial de equipos de alta gama. Para campos como el aeroespacial, los semiconductores, las máquinas herramienta de alta gama y la óptica avanzada, la capacidad de medición de redondez a nivel nanométrico tiene el potencial de integrarse en más enlaces de calibración, inspección y verificación de procesos, impulsando un sistema de evaluación de calidad de componentes críticos más completo.