理大研发高效而优质的超精密抛光技术 适合为各种自由曲面进行抛光

香港理工大学（理大）研发了创新的多射流自由曲面的自适应抛光技术（多射流抛光技术），适合抛光各种自由曲面（即是没有对称轴的表面），包括各种高端产品如三维(3D)成像中的复眼透镜、汽车的平视显示镜头(HUD)、增强现实和虚拟现实(AR&VR)头罩等的光学组件等，有助提高精密制造的抛光工序效率和精准度。这崭新优质的抛光技术能符合精密及快速抛光的严格要求，把高端产品如人工关节、航空业的涡轮叶片，以及其他形状复杂的组件抛光。理大在是项技术上的突破，能有助推进大湾区的高精密装备制造业发展。

这尖端技术是基于现有的射流式抛光技术（射流抛光技术）而研发，是一种非接触式的抛光技术，利用由磨料混合水而制成的浆液，配合可调较的抛光速度和时间，将产品抛光至所需的质量。理大科研团队特别研发多射流喷嘴，配合自家开发的电脑程式系统，能将抛光工序自动化，并根据工件的形状、弧度和光滑度，自动调较每个喷嘴射出磨料水束的水压及喷射时间。这技术适用于抛光大部份没有对称轴的曲面的产品，包括一些具有复杂弯曲面和管状设计的物件。

多射流抛光技术与单射流抛光技术同样具备高精准度和适合抛光复杂弯曲表面的优点，在抛光过程中，不会引致工具损坏，工件的温度亦会保持恒温。然而，多射流抛光技术却突破了单射流抛光技术的限制，能更迅速地去除材料，提高抛光效率，尤其用于抛光较大尺寸的工件，透镜阵列表面和工件的内部表面。

经过验证，多射流抛光技术较射流抛光技术效率更高。实验显示，如采用单射流抛光技术，抛光一块镜片，大约需20分钟，抛光一块4乘4阵列的透镜便需要320分钟；但是，利用多射流抛光技术抛光同样数量镜片，由于设备能同步抛光16块镜片，所以只需20分钟便能全部完成；换言之，多射流抛光技术在这个实验中将现有方法的工作效率提升了十六倍。

率领这创新研究的理大超精密加工技术国家重点实验室主任张志辉教授、工程师表示：「抛光物件，特别是一些没有对称轴的曲面工件，工序非常昂贵，既需时﹑又劳动密集﹑容易出错。由于现有射流抛光技术只有一支磨料水束，效率有限，所以只能处理较细小的工件。我们开发的多射流抛光技术则可应用于不同行业，如精密光学零部件和模具、航天、汽车、半导体及生物医学工程。这创新技术不但能提高生产效率，而且成本低，又能保持成品的抛光质量。我们相信这技术能为先进制造业带来极大的好处。」

在成本方面，购买一台射流抛光的机器约需港币数百万元；但理大开发的多射流抛光技术设备，设计连生产只需传统设备三分之二的成本。此外，这崭新技术更能设计成植入式装置，附设在一般抛光机或机械臂上，可以进一步降低装置的成本。

这项创新技术早前于瑞士日内瓦举行的「第四十七届国际发明展」中夺得一项银奖和两项优异奖。

本项目的科研团队计划进一步优化这技术，希望开发可配置于三维立体打印机(3D printers)的组件，利用此技术提升三维立体打印复杂零件的后期处理效率。

有关技术可参照短片(只具英文版本):
https://www.youtube.com/watch?v=9BM8NOUc_FE

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