Mesoscale Manufacturing / Mesomanufacturing

Adi istehsal üsulları ilə biz nisbətən böyük və çılpaq gözlə görünən “makromiqyaslı” strukturlar istehsal edirik. with MESOMANUFACTURING amma biz miniatür cihazlar üçün komponentlər istehsal edirik. Mezoistehsal həm də MESOSCALE MANUFACTURING or_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d kimi istinad edilir. Mezoistehsal həm makro, həm də mikro istehsalla üst-üstə düşür. Mezoistehsalın nümunələri eşitmə cihazları, stentlər, çox kiçik mühərriklərdir.

 

 

 

Mezoistehsalda ilk yanaşma makroistehsal proseslərini azaltmaqdır. Məsələn, ölçüləri bir neçə onlarla millimetrdə olan kiçik bir torna və 100 qram ağırlığında 1,5 Vt mühərriki kiçilmənin baş verdiyi mezoistehsalın yaxşı nümunəsidir. İkinci yanaşma mikroistehsal proseslərini genişləndirməkdir. Nümunə olaraq LIGA prosesləri yüksəldilə və mezoistehsal sahəsinə daxil ola bilər.

 

 

 

Bizim mezoistehsal proseslərimiz silikon əsaslı MEMS prosesləri ilə adi miniatür emal arasındakı boşluğu aradan qaldırır. Mezomiqyaslı proseslər paslanmayan poladlar, keramika və şüşə kimi ənənəvi materiallarda mikron ölçülü xüsusiyyətləri olan iki və üç ölçülü hissələri istehsal edə bilər. Hazırda bizim üçün mövcud olan mezoistehsal proseslərinə fokuslanmış ion şüası (FIB) püskürtmə, mikro frezeleme, mikro dönmə, eksimer lazer ablasiyası, femto-ikinci lazer ablasiyası və mikro elektro-boşaltma (EDM) emal daxildir. Bu mezomiqyaslı proseslər subtractive emal texnologiyalarından istifadə edir (yəni, materialın çıxarılması), halbuki LIGA prosesi əlavə mezomiqyaslı bir prosesdir. Mezoistehsal prosesləri fərqli imkanlara və performans xüsusiyyətlərinə malikdir. Maraqlanan emal performansının spesifikasiyalarına minimum xüsusiyyət ölçüsü, xüsusiyyət dözümlülüyü, xüsusiyyətin yerləşmə dəqiqliyi, səthin bitirilməsi və materialın çıxarılması dərəcəsi (MRR) daxildir. Mezomiqyaslı hissələri tələb edən elektro-mexaniki komponentləri mezoistehsal etmək imkanımız var. Subtractive mezoistehsal prosesləri ilə hazırlanmış mezomiqyaslı hissələr, müxtəlif mezoistehsal prosesləri tərəfindən istehsal olunan materialların müxtəlifliyinə və səth şəraitinə görə unikal triboloji xüsusiyyətlərə malikdir. Bu subtractive mesoscale emal texnologiyaları bizə təmizlik, montaj və tribologiya ilə bağlı narahatlıqlar gətirir. Təmizlik mezoistehsalda həyati əhəmiyyət kəsb edir, çünki mezomiqyaslı kir və zibil hissəciklərinin ölçüsü mezo-emal prosesi zamanı yaranan mezomiqyaslı xüsusiyyətlərlə müqayisə oluna bilər. Mezomiqyaslı freze və tornalama deşikləri bağlaya bilən çiplər və buruqlar yarada bilər. Səthin morfologiyası və səthi bitirmə şərtləri mezoistehsal üsulundan asılı olaraq çox dəyişir. Mezomiqyaslı hissələri idarə etmək və düzəltmək çətindir, bu da montajı rəqiblərimizin əksəriyyətinin öhdəsindən gələ bilmədiyi çətinliyə çevirir. Mezoistehsalda məhsuldarlıq dərəcələrimiz rəqiblərimizdən xeyli yüksəkdir ki, bu da bizə daha yaxşı qiymətlər təklif edə bilmək üstünlüyünü verir.

 

 

 

MESOSCALE İŞLƏMƏ PROSESLERİ: Əsas mezoistehsal üsullarımız Fokuslanmış İon Şüasıdır (FIB), Mikro-frezeleme, və Mikro-tornalama, lazer mezo-emal, Mikro-EDM (elektro-boşaltma)

 

 

 

Fokuslanmış İon Şüasından (FIB), Mikro-frezeleme və Mikro-tornalamadan istifadə edərək Mezoistehsal: FIB, Qallium ion şüası bombardmanı ilə iş parçasından materialı püskürür. İş parçası bir sıra dəqiq mərhələlərə quraşdırılır və Qallium mənbəyinin altındakı vakuum kamerasına yerləşdirilir. Vakuum kamerasındakı tərcümə və fırlanma mərhələləri iş parçasında müxtəlif yerləri FIB mezoistehsal üçün Qallium ionlarının şüası üçün əlçatan edir. Tənzimlənən elektrik sahəsi əvvəlcədən müəyyən edilmiş proqnozlaşdırılan ərazini əhatə etmək üçün şüanı skan edir. Yüksək gərginlik potensialı Qallium ionlarının mənbəyinin sürətlənməsinə və iş parçası ilə toqquşmasına səbəb olur. Toqquşmalar atomları iş parçasından çıxarır. FIB mezo-emal prosesinin nəticəsi yaxın şaquli tərəflərin yaradılması ola bilər. Bizim əlimizdə olan bəzi FIB-lərin şüa diametrləri 5 nanometr kimi kiçikdir, bu da FIB-ni mezomiqyaslı və hətta mikroölçülü maşına çevirir. Biz mikro-freze alətlərini yüksək dəqiqlikli freze dəzgahlarında alüminiumdan olan maşın kanallarına quraşdırırıq. FIB-dən istifadə edərək biz mikro torna alətləri hazırlaya bilərik, bu alətlər daha sonra incə yivli çubuqlar hazırlamaq üçün tornada istifadə edilə bilər. Başqa sözlə, FIB, son iş parçasına birbaşa mezo-emal xüsusiyyətlərindən əlavə, ağır alətləri emal etmək üçün istifadə edilə bilər. Yavaş materialın çıxarılması sürəti FIB-ni böyük elementləri birbaşa emal etmək üçün qeyri-mümkün etdi. Bununla belə, sərt alətlər materialı təsirli bir sürətlə çıxara bilər və bir neçə saatlıq emal müddəti üçün kifayət qədər davamlıdır. Buna baxmayaraq, FIB əhəmiyyətli materialın çıxarılması sürətini tələb etməyən mürəkkəb üçölçülü formaların birbaşa mezo-emalı üçün praktikdir. Ekspozisiya uzunluğu və düşmə bucağı birbaşa işlənmiş elementlərin həndəsəsinə böyük təsir göstərə bilər.

 

 

 

Lazer Mezomanufacturing: Excimer lazerlər mezoistehsal üçün istifadə olunur. Eksimer lazer materialı ultrabənövşəyi işığın nanosaniyəlik impulsları ilə impulsla emal edir. İş parçası dəqiq tərcümə mərhələlərinə quraşdırılmışdır. Nəzarətçi stasionar UV lazer şüasına nisbətən iş parçasının hərəkətini əlaqələndirir və impulsların atılmasını əlaqələndirir. Mezo emal həndəsələrini müəyyən etmək üçün maska proyeksiyası texnikasından istifadə edilə bilər. Maska şüanın genişlənmiş hissəsinə daxil edilir, burada lazerin axıcılığı maskanı çıxarmaq üçün çox aşağıdır. Maskanın həndəsəsi obyektiv vasitəsilə böyüdülür və iş parçasına proyeksiya edilir. Bu yanaşma eyni vaxtda çoxlu deşiklərin (massivlərin) işlənməsi üçün istifadə edilə bilər. Eksimer və YAG lazerlərimiz 12 mikron kimi kiçik xüsusiyyətlərə malik polimerləri, keramikaları, şüşələri və metalları emal etmək üçün istifadə edilə bilər. UV dalğa uzunluğu (248 nm) və lazer mezoistehsalında / mezo-emalda iş parçası arasında yaxşı birləşmə şaquli kanal divarları ilə nəticələnir. Daha təmiz lazer mezo emal yanaşması Ti-sapphire femtosaniyə lazerindən istifadə etməkdir. Belə mezoistehsal proseslərindən aşkar edilə bilən zibil nano ölçülü hissəciklərdir. Dərin bir mikron ölçülü xüsusiyyətlər femtosaniyə lazerindən istifadə edərək mikrofabrikasiya edilə bilər. Femtosaniyə lazer ablasyon prosesi termal ablasyon materialı əvəzinə atom bağlarını qırması ilə unikaldır. Femtosaniyə lazer mezo-emal / mikro emal prosesi mezoistehsalda xüsusi yer tutur, çünki o, daha təmiz, mikron qabiliyyətinə malikdir və materiala xas deyildir.

 

 

 

Micro-EDM (elektro-boşaltma emal) istifadə edərək mezoistehsal: Elektro-boşaltma emalı materialı qığılcım eroziyası prosesi vasitəsilə təmizləyir. Mikro-EDM maşınlarımız 25 mikron qədər kiçik xüsusiyyətlər istehsal edə bilər. Sinker və tel mikro-EDM maşını üçün xüsusiyyət ölçüsünü təyin etmək üçün iki əsas mülahizələr elektrodun ölçüsü və həddindən artıq boşluqdur. Diametri 10 mikrondan bir qədər çox olan elektrodlar və bir neçə mikrondan çox az olan elektrodlar istifadə olunur. Sinker EDM maşını üçün mürəkkəb həndəsə malik elektrodun yaradılması nou-hau tələb edir. Həm qrafit, həm də mis elektrod materialları kimi məşhurdur. Mezomiqyaslı hissə üçün mürəkkəb sinker EDM elektrodunun hazırlanmasına yanaşmalardan biri LIGA prosesindən istifadə etməkdir. Mis, elektrod materialı olaraq, LIGA qəliblərinə vurula bilər. Mis LIGA elektrodu daha sonra paslanmayan polad və ya kovar kimi fərqli bir materialda hissə istehsalı üçün sinker EDM maşınına quraşdırıla bilər.

 

 

 

Bütün əməliyyatlar üçün heç bir mezoistehsal prosesi kifayət deyil. Bəzi mezomiqyaslı proseslər digərlərindən daha genişdir, lakin hər bir prosesin öz yuvası var. Çox vaxt biz mexaniki komponentlərin işini optimallaşdırmaq üçün müxtəlif materiallara ehtiyac duyuruq və paslanmayan polad kimi ənənəvi materiallarla rahat oluruq, çünki bu materiallar uzun tarixə malikdir və illər ərzində çox yaxşı xarakterizə olunub. Mezoistehsal prosesləri bizə ənənəvi materiallardan istifadə etməyə imkan verir. Subtractive mesoscale emal texnologiyaları maddi bazamızı genişləndirir. Mezoistehsalda bəzi material birləşmələri ilə öskürək problemi ola bilər. Hər bir xüsusi mezomiqyaslı emal prosesi səthin pürüzlülüyünə və morfologiyasına unikal şəkildə təsir göstərir. Mikrofreze və mikrotornalama mexaniki problemlərə səbəb ola biləcək buruqlar və hissəciklər yarada bilər. Micro-EDM xüsusi aşınma və sürtünmə xüsusiyyətlərinə malik olan yenidən işlənmiş təbəqə buraxa bilər. Mezomiqyaslı hissələr arasında sürtünmə effektləri məhdud təmas nöqtələrinə malik ola bilər və səth təmas modelləri ilə dəqiq şəkildə modelləşdirilməmişdir. Mikro-EDM kimi bəzi mezomiqyaslı emal texnologiyaları, hələ də əlavə inkişaf tələb edən femtosaniyə lazer mezo-emal kimi digərlərindən fərqli olaraq kifayət qədər yetkindir.