这段时间,北京精雕集团制造的金属块在国内外爆红,在脸书上得到上千万次播放,在微博上也得到了近百万次播放。网友看后纷纷表示引起了极度舒适。
先一起来看看这些强迫症福音——
而制作这类精密金属部件的一个方法,就是电火花加工(EDM)。
电火花加工技术能够在金属上切割出比头发丝还细的细节,而这是传统方法做不到的。
电火花加工也有很多门类。其中的线切割电火花加工(WireEDM)并不用刀子切割金属,而是用带电的极细导线来雕刻金属。
线切割电火花加工
当然,除了电火花加工,雕刻非凡的细节还可以用上多轴加工技术(可以在4个及以上的方向上移动的金属加工工具)等等。
多轴加工技术
实际上,如果精雕技术登峰造极,就会出现一个神奇的现象。看——
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这是一种精密测量工具——块规的使用过程。块规是在1896年由瑞典科学家CarlEdvardJohansson发明的。
利用一套块规,测量的精度可以达到0.001毫米。千分尺、正弦规一类的测量工具就需要用块规来校准。
块规
这个块规有意思的地方在于它的使用过程。实际上,在使用块规的时候,是用扭合(wiring)的方式让不同的块规紧密结合的(之前的那个动图就是扭合)。这个过程既没有用黏糊糊的胶水(但有时会用一点水),也没有用任何辅助工具。
过去的几百年来,大家都想知道扭合的原理是什么,有人猜测是大气压。但实际上,让两片金属结合在一起的,就是中学的知识点——范德华力。
而范德华力本身和量子力学有关。范德华力指的是,在任何时候,由于电子存在涨落,因此总存在偶极,也就是说分子总是有一个地方带更多的正电荷,另一个地方带更多的负电荷,因此能够相互吸引。
但是,只有非常光滑的表面才能利用范德华力贴合。因为范德华力很微弱,只在非常近的距离才发生作用,因此如果表面不平整,那么两个表面就无法靠得很近,范德华力就没有用了。
半导体行业所依赖的晶圆片键合(waferbonding)就基于范德华力的原理。当然,如果晶圆片不够平整,就不能进行这步操作了。
北京精雕演示的产品就可以做到这一点——
最后再来欣赏一组令人舒适的金属精雕作品吧。
△这是武田金型製作所制造的MagicMetal。上面的金属汉字和背景不是用同一块金属切割的,但是汉字和金属之间的距离只有3/1000毫米。MagicMetal目前陈列在伦敦的日本文化之家(JapanHouse)里。
△武田金型製作所制作的另一套汉字金属活动浮雕
△武田金型製作所金属活动浮雕
@DieterStahlwerx
△这是日本的HakkaiInc公司使用电火花加工技术制作的金属块。
△这也是日本的HakkaiInc公司制作的精雕金属块。