Mesoscale Արտադրություն / Mesomanufacturing

Սովորական արտադրության տեխնիկայով մենք արտադրում ենք «մակրոմաշտաբով» կառուցվածքներ, որոնք համեմատաբար մեծ են և տեսանելի անզեն աչքով: With MESOMANUFACTURING այնուամենայնիվ, մենք արտադրում ենք բաղադրիչներ մանրանկարչական սարքերի համար: Mesomanufacturing-ը նաև կոչվում է MESOSCALE MANUFACTURING or_cc74cde Mesomanufacturing-ը համընկնում է ինչպես մակրո, այնպես էլ միկրոարտադրությունը: Մեզոարտադրության օրինակներ են լսողական սարքերը, ստենտները, շատ փոքր շարժիչները:

 

 

 

Մեզոարտադրության մեջ առաջին մոտեցումը մակրոարտադրության գործընթացների կրճատումն է: Օրինակ, մի քանի տասնյակ միլիմետր չափսերով փոքրիկ խառատահաստոցը և 100 գրամ կշռող 1,5 Վտ շարժիչը մեզոարտադրության լավ օրինակ է, որտեղ տեղի է ունեցել մասշտաբի նվազեցում: Երկրորդ մոտեցումը միկրոարտադրական գործընթացների մասշտաբն է: Որպես օրինակ, LIGA գործընթացները կարող են ընդլայնվել և մտնել մեզոարտադրության ոլորտ:

 

 

 

Մեր մեզոարտադրական գործընթացները կամրջում են սիլիցիումի վրա հիմնված MEMS գործընթացների և սովորական մանրանկարչության մշակման միջև առկա բացը: Mesoscale գործընթացները կարող են արտադրել երկչափ և եռաչափ մասեր, որոնք ունեն միկրոն չափի առանձնահատկություններ ավանդական նյութերում, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատները, կերամիկա և ապակի: Մեզոարտադրական գործընթացները, որոնք ներկայումս հասանելի են մեզ, ներառում են կենտրոնացված իոնային ճառագայթով (FIB) ցողում, միկրոֆրեզերացում, միկրոշրջում, էքսիմերային լազերային աբլացիա, ֆեմտո-վայրկյան լազերային աբլացիա և միկրո էլեկտրալիցքաթափման (EDM) հաստոցներ: Այս միջածավալ պրոցեսները օգտագործում են սուբտրակտիվ մշակման տեխնոլոգիաներ (այսինքն՝ նյութի հեռացում), մինչդեռ LIGA պրոցեսը հավելյալ միջածավալ գործընթաց է: Մեզոարտադրական գործընթացներն ունեն տարբեր հնարավորություններ և կատարողական բնութագրեր: Հաստոցների մշակման կատարողականի առանձնահատկությունները ներառում են առանձնահատկությունների նվազագույն չափը, առանձնահատկությունների հանդուրժողականությունը, առանձնահատկությունների գտնվելու վայրի ճշգրտությունը, մակերեսի ավարտը և նյութի հեռացման արագությունը (MRR): Մենք ունենք էլեկտրամեխանիկական բաղադրիչներ արտադրելու հնարավորություն, որոնք պահանջում են միջածավալ մասեր: Միջածավալ մասերը, որոնք արտադրվում են սուբտրակտիվ մեզոարտադրական պրոցեսներով, ունեն եզակի տրիբոլոգիական հատկություններ՝ կապված նյութերի բազմազանության և տարբեր միջարտադրական գործընթացների արդյունքում առաջացած մակերեսային պայմանների հետ: Մեքենաների այս նվազող միջածավալ տեխնոլոգիաները մեզ մտահոգում են մաքրության, հավաքման և տրիբոլոգիայի հետ կապված: Մաքրությունը կենսական նշանակություն ունի մեզոարտադրության մեջ, քանի որ միջածավալ կեղտը և բեկորների մասնիկների չափը, որը ստեղծվել է մեզոմշակման գործընթացի ընթացքում, կարող է համեմատելի լինել միջածավալ հատկանիշների հետ: Mesoscale ֆրեզումն ու պտտումը կարող են ստեղծել չիպսեր և փորվածքներ, որոնք կարող են փակել անցքերը: Մակերեւույթի մորֆոլոգիան և մակերեսի հարդարման պայմանները մեծապես տարբերվում են՝ կախված մեզոարտադրության մեթոդից: Mesoscale մասերը դժվար է կարգավորել և հարթեցնել, ինչը հավաքումը դարձնում է մարտահրավեր, որը մեր մրցակիցներից շատերը չեն կարողանում հաղթահարել: Մեզոարտադրության մեջ մեր եկամտաբերության ցուցանիշները շատ ավելի բարձր են, քան մեր մրցակիցները, ինչը մեզ առավելություն է տալիս ավելի լավ գներ առաջարկելու համար:

 

 

 

ՄԵՍՈՍԿԱԼ ՄԵՔԵՇԱՑՄԱՆ ԳՈՐԾԸՆԹԱՑՆԵՐ. Մեր հիմնական արտադրական մեթոդներն են՝ կենտրոնացված իոնային ճառագայթ (FIB), միկրոֆրեզերային և միկրոշրջադարձ, լազերային մեզոմշակում, Micro-EDM (էլեկտրո-լիցքավորման հաստոցներ)

 

 

 

Մեզոարտադրություն՝ օգտագործելով կենտրոնացված իոնային ճառագայթ (FIB), միկրոֆրեզեր և միկրոշրջում. FIB-ը նյութեր է ցրում աշխատանքային մասից՝ գալիումի իոնային ճառագայթով ռմբակոծման միջոցով: Աշխատանքային մասը տեղադրվում է մի շարք ճշգրիտ փուլերի վրա և տեղադրվում է վակուումային խցիկում՝ Գալիումի աղբյուրի տակ: Վակուումային խցիկում թարգմանության և պտտման փուլերը աշխատանքային մասի վրա տարբեր տեղակայանքներ են դարձնում Գալիումի իոնների ճառագայթին FIB մեզոարտադրության համար: Կարգավորվող էլեկտրական դաշտը սկանավորում է ճառագայթը՝ ծածկելու նախապես սահմանված նախագծված տարածքը: Բարձր լարման պոտենցիալը առաջացնում է գալիումի իոնների աղբյուրի արագացում և բախում աշխատանքային մասի հետ: Բախումները հեռացնում են ատոմները աշխատանքային մասից: FIB մեզո-մշակման գործընթացի արդյունքը կարող է լինել մոտ ուղղահայաց երեսակների ստեղծումը: Մեզ հասանելի որոշ FIB-ներ ունեն 5 նանոմետրի փոքր տրամագծեր, ինչը FIB-ը դարձնում է միջածավալ և նույնիսկ միկրոմաշտաբով ունակ մեքենա: Մենք բարձր ճշգրտության ֆրեզերային մեքենաների վրա տեղադրում ենք միկրոֆրեզերային գործիքներ ալյումինի ալիքների վրա: FIB-ի միջոցով մենք կարող ենք արտադրել միկրոշրջադարձային գործիքներ, որոնք այնուհետև կարող են օգտագործվել խառատահաստոցի վրա՝ նուրբ թելերով ձողեր պատրաստելու համար: Այլ կերպ ասած, FIB-ը կարող է օգտագործվել կոշտ գործիքների մեքենայացման համար, բացի վերջնական աշխատանքային մասի վրա ուղղակիորեն մեզոմշակման առանձնահատկություններից: Նյութերի հեռացման դանդաղ արագությունը FIB-ն անիրագործելի է դարձրել մեծ առանձնահատկություններ ուղղակիորեն մշակելու համար: Կոշտ գործիքները, սակայն, կարող են տպավորիչ արագությամբ հեռացնել նյութը և բավականաչափ դիմացկուն են մի քանի ժամ մշակման համար: Այնուամենայնիվ, FIB-ը պրակտիկ է բարդ եռաչափ ձևերի ուղղակիորեն մեզոմշակման համար, որոնք չեն պահանջում նյութի հեռացման զգալի արագություն: Լուսավորման երկարությունը և անկման անկյունը կարող են մեծապես ազդել ուղղակիորեն մշակված հատկանիշների երկրաչափության վրա:

 

 

 

Լազերային մեզոարտադրություն. Էքսիմեր լազերները օգտագործվում են մեզոարտադրության համար: Էքսիմերային լազերային սարքավորումը նյութ է դարձնում՝ զարկ տալով այն ուլտրամանուշակագույն լույսի նանվայրկյանական իմպուլսներով: Աշխատանքային կտորը տեղադրվում է ճշգրիտ թարգմանության փուլերով: Կարգավորիչը համակարգում է աշխատանքային մասի շարժումը անշարժ ուլտրամանուշակագույն լազերային ճառագայթի նկատմամբ և համակարգում է իմպուլսների արձակումը: Դիմակի պրոյեկցիայի տեխնիկան կարող է օգտագործվել մեզոմշակման երկրաչափությունները սահմանելու համար: Դիմակը տեղադրվում է ճառագայթի ընդլայնված մասում, որտեղ լազերային ազդեցությունը չափազանց ցածր է դիմակը հեռացնելու համար: Դիմակի երկրաչափությունը ապամեծացվում է ոսպնյակի միջոցով և ցուցադրվում է աշխատանքային մասի վրա: Այս մոտեցումը կարող է օգտագործվել միաժամանակ մի քանի անցքերի (զանգվածների) մշակման համար: Մեր էքսիմեր և YAG լազերները կարող են օգտագործվել պոլիմերների, կերամիկայի, ապակու և մետաղների մշակման համար, որոնք ունեն 12 միկրոն չափսեր: Ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարության (248 նմ) և աշխատանքային մասի միջև լավ միացում լազերային մեզոարտադրության/մեզոմշակման արդյունքում հանգեցնում է ուղղահայաց ալիքի պատերին: Ավելի մաքուր լազերային մեզոմշակման մոտեցումը Ti-sapphire ֆեմտովայրկյան լազերի օգտագործումն է: Նման մեզոարտադրական գործընթացներից հայտնաբերվող բեկորները նանո չափի մասնիկներ են: Խորը մեկ միկրոն չափի առանձնահատկությունները կարող են միկրոֆաբրիկացվել ֆեմտովայրկյանական լազերի միջոցով: Ֆեմտովայրկյան լազերային աբլյացիայի գործընթացը եզակի է նրանով, որ այն կոտրում է ատոմային կապերը՝ ջերմային ջնջվող նյութի փոխարեն: Ֆեմտովայրկյան լազերային մեզոմեքենայի / միկրոհաստոցների մշակման գործընթացը հատուկ տեղ է զբաղեցնում մեզոարտադրության մեջ, քանի որ այն ավելի մաքուր է, միկրոն ունակ է և նյութական հատուկ չէ:

 

 

 

Մեզոարտադրություն՝ օգտագործելով Micro-EDM (էլեկտրաբեռնաթափման հաստոցներ). Մեր միկրո-EDM մեքենաները կարող են արտադրել մինչև 25 մկմ չափսեր: Խորտակիչի և մետաղալարային միկրո-EDM մեքենայի համար հատկանիշի չափը որոշելու համար երկու հիմնական նկատառումներն են էլեկտրոդի չափը և ավելորդ շեղումը: Օգտագործվում են 10 միկրոնից քիչ տրամագծով և մի քանի միկրոնից փոքր էլեկտրոդներ: Սուզվող EDM մեքենայի համար բարդ երկրաչափություն ունեցող էլեկտրոդ ստեղծելը պահանջում է նոու-հաու: Ե՛վ գրաֆիտը, և՛ պղինձը հայտնի են որպես էլեկտրոդային նյութեր: Միջածավալ մասի համար բարդ խորտակվող EDM էլեկտրոդ ստեղծելու մոտեցումներից մեկը LIGA գործընթացն օգտագործելն է: Պղինձը, որպես էլեկտրոդի նյութ, կարող է պատվել LIGA կաղապարների մեջ: Պղնձի LIGA էլեկտրոդն այնուհետև կարող է տեղադրվել խորտակիչ EDM մեքենայի վրա՝ մի այլ նյութից մաս արտադրելու համար, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատը կամ kovarը:

 

 

 

Մեզոարտադրական ոչ մի գործընթաց բավարար չէ բոլոր գործողությունների համար: Որոշ միջածավալ գործընթացներ ավելի լայն են, քան մյուսները, բայց յուրաքանչյուր գործընթաց ունի իր տեղը: Ժամանակի մեծ մասը մենք պահանջում ենք մի շարք նյութեր՝ մեխանիկական բաղադրիչների աշխատանքը օպտիմալացնելու համար և հարմար ենք ավանդական նյութերին, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատը, քանի որ այդ նյութերը երկար պատմություն ունեն և շատ լավ բնութագրվել են տարիների ընթացքում: Mesomanufacturing գործընթացները մեզ թույլ են տալիս օգտագործել ավանդական նյութեր: Նվազեցնող միջածավալ հաստոցների տեխնոլոգիաները ընդլայնում են մեր նյութական բազան: Մեզոարտադրության մեջ որոշ նյութերի համակցման խնդիր կարող է լինել լեղապարկը: Յուրաքանչյուր կոնկրետ միջածավալ մշակման գործընթաց եզակիորեն ազդում է մակերեսի կոշտության և մորֆոլոգիայի վրա: Միկրոֆրեզը և միկրոշրջումը կարող են առաջացնել փորվածքներ և մասնիկներ, որոնք կարող են առաջացնել մեխանիկական խնդիրներ: Micro-EDM-ը կարող է թողնել վերամշակված շերտ, որը կարող է ունենալ հատուկ մաշվածության և շփման առանձնահատկություններ: Միջածավալ մասերի միջև շփման էֆեկտները կարող են ունենալ սահմանափակ շփման կետեր և ճշգրիտ չեն մոդելավորվում մակերեսային շփման մոդելներով: Որոշ միջին մասշտաբային հաստոցների տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են միկրո-EDM-ը, բավականին հասուն են, ի տարբերություն մյուսների, ինչպիսիք են ֆեմտովայրկյան լազերային մեզոմեքենաները, որոնք դեռ պահանջում են լրացուցիչ զարգացում: