Manufaktur Mesoscale / Mesomanufaktur

Dengan teknik produksi konvensional kami menghasilkan struktur "skala makro" yang relatif besar dan terlihat dengan mata telanjang. With MESOMANUFACTURING namun kami memproduksi komponen untuk perangkat miniatur. Mesomanufaktur juga disebut sebagai MESOSCALE MANUFACTURING or MESO-MACHINING. Mesomanufaktur tumpang tindih baik makro dan mikro. Contoh mesomanufaktur adalah alat bantu dengar, stent, motor yang sangat kecil.

 

 

 

Pendekatan pertama dalam mesomanufaktur adalah menurunkan skala proses manufaktur makro. Misalnya mesin bubut kecil dengan dimensi beberapa lusin milimeter dan motor 1,5W dengan berat 100 gram adalah contoh yang baik dari mesomanufaktur di mana downscaling telah terjadi. Pendekatan kedua adalah meningkatkan skala proses manufaktur mikro. Sebagai contoh, proses LIGA dapat ditingkatkan dan memasuki ranah mesomanufaktur.

 

 

 

Proses mesomanufaktur kami menjembatani kesenjangan antara proses MEMS berbasis silikon dan permesinan mini konvensional. Proses mesoscale dapat membuat bagian dua dan tiga dimensi yang memiliki fitur ukuran mikron dalam bahan tradisional seperti baja tahan karat, keramik, dan kaca. Proses mesomanufaktur yang saat ini tersedia untuk kami meliputi, sputtering sinar ion terfokus (FIB), penggilingan mikro, pembubutan mikro, ablasi laser excimer, ablasi laser femto-second, dan pemesinan pelepasan muatan listrik mikro (EDM). Proses mesoscale ini menggunakan teknologi pemesinan subtraktif (yaitu, pemindahan material), sedangkan proses LIGA, adalah proses mesoscale aditif. Proses mesomanufaktur memiliki kemampuan dan spesifikasi kinerja yang berbeda. Spesifikasi kinerja pemesinan yang menarik mencakup ukuran fitur minimum, toleransi fitur, akurasi lokasi fitur, penyelesaian permukaan, dan laju pelepasan material (MRR). Kami memiliki kemampuan mesomanufaktur komponen elektro-mekanis yang memerlukan suku cadang mesoscale. Bagian mesoscale yang dibuat dengan proses mesomanufaktur subtraktif memiliki sifat tribologis yang unik karena variasi bahan dan kondisi permukaan yang dihasilkan oleh proses mesomanufaktur yang berbeda. Teknologi pemesinan skala meso subtraktif ini memberi kami masalah terkait kebersihan, perakitan, dan tribologi. Kebersihan sangat penting dalam mesomanufaktur karena kotoran skala meso dan ukuran partikel serpihan yang dibuat selama proses pemesinan meso dapat dibandingkan dengan fitur skala meso. Penggilingan dan pembubutan skala meso dapat membuat keripik dan gerinda yang dapat memblokir lubang. Morfologi permukaan dan kondisi permukaan akhir sangat bervariasi tergantung pada metode mesomanufaktur. Suku cadang mesoscale sulit untuk ditangani dan disejajarkan yang membuat perakitan menjadi tantangan yang tidak dapat diatasi oleh sebagian besar pesaing kami. Tingkat hasil kami di mesomanufaktur jauh lebih tinggi daripada pesaing kami yang memberi kami keuntungan karena dapat menawarkan harga yang lebih baik.

 

 

 

PROSES MESIN MESOSCALE: Teknik mesomanufaktur utama kami adalah Focused Ion Beam (FIB), Micro-milling, & Micro-turning, laser meso-machining, Micro-EDM (electro-discharge machining)

 

 

 

Mesomanufaktur menggunakan terfokus Ion Beam (FIB), Micro-milling, & Micro-turning: Bahan FIB sputters dari benda kerja dengan pemboman sinar ion Gallium. Benda kerja dipasang ke satu set tahapan presisi dan ditempatkan di ruang vakum di bawah sumber Gallium. Tahap translasi dan rotasi di ruang vakum membuat berbagai lokasi pada benda kerja tersedia untuk berkas ion Gallium untuk mesomanufaktur FIB. Medan listrik yang dapat disetel memindai sinar untuk menutupi area proyeksi yang telah ditentukan sebelumnya. Potensi tegangan tinggi menyebabkan sumber ion Gallium berakselerasi dan bertabrakan dengan benda kerja. Tabrakan melepaskan atom dari benda kerja. Hasil dari proses meso-machining FIB dapat berupa pembuatan segi-segi hampir vertikal. Beberapa FIB yang tersedia bagi kami memiliki diameter balok sekecil 5 nanometer, menjadikan FIB sebagai mesin yang mampu mesoscale dan bahkan mikro. Kami memasang alat penggilingan mikro pada mesin penggilingan presisi tinggi ke saluran mesin di aluminium. Dengan menggunakan FIB, kami dapat membuat alat pembubutan mikro yang kemudian dapat digunakan pada mesin bubut untuk membuat batang berulir halus. Dengan kata lain, FIB dapat digunakan untuk mesin perkakas keras selain fitur meso-pemesinan langsung ke benda kerja akhir. Laju penghilangan material yang lambat telah membuat FIB tidak praktis untuk pemesinan langsung fitur-fitur besar. Namun, perkakas keras dapat menghilangkan material dengan kecepatan yang mengesankan dan cukup tahan lama untuk beberapa jam waktu pengerjaan. Namun demikian, FIB praktis untuk bentuk tiga dimensi kompleks meso-pemesinan langsung yang tidak memerlukan tingkat penghilangan material yang substansial. Panjang paparan dan sudut datang dapat sangat mempengaruhi geometri fitur yang dikerjakan secara langsung.

 

 

 

Laser Mesomanufaktur: Laser Excimer digunakan untuk mesomanufaktur. Bahan mesin laser excimer dengan berdenyut dengan pulsa nanodetik sinar ultraviolet. Benda kerja dipasang ke tahap translasi presisi. Pengontrol mengoordinasikan gerakan benda kerja relatif terhadap sinar laser UV stasioner dan mengoordinasikan penembakan pulsa. Teknik proyeksi topeng dapat digunakan untuk mendefinisikan geometri pemesinan meso. Topeng dimasukkan ke bagian sinar yang diperluas di mana pengaruh laser terlalu rendah untuk mengikis topeng. Geometri topeng diperbesar melalui lensa dan diproyeksikan ke benda kerja. Pendekatan ini dapat digunakan untuk pemesinan beberapa lubang (array) secara bersamaan. Laser excimer dan YAG kami dapat digunakan untuk mesin polimer, keramik, kaca dan logam yang memiliki ukuran fitur sekecil 12 mikron. Kopling yang baik antara panjang gelombang UV (248 nm) dan benda kerja dalam mesomanufaktur/pemesinan meso laser menghasilkan dinding saluran vertikal. Pendekatan pemesinan laser yang lebih bersih adalah dengan menggunakan laser femtosecond Ti-safir. Puing-puing yang dapat dideteksi dari proses mesomanufaktur tersebut adalah partikel berukuran nano. Fitur sedalam satu mikron dapat dibuat mikro menggunakan laser femtosecond. Proses ablasi laser femtosecond unik karena memutus ikatan atom alih-alih bahan ablasi termal. Proses meso-machining / micromachining laser femtosecond memiliki tempat khusus dalam mesomanufaktur karena lebih bersih, mampu mikron, dan tidak spesifik material.

 

 

 

Mesomanufaktur menggunakan Micro-EDM (electro-discharge machining): Pemesinan elektro-discharge menghilangkan material melalui proses erosi percikan. Mesin mikro-EDM kami dapat menghasilkan fitur sekecil 25 mikron. Untuk mesin sinker dan wire micro-EDM, dua pertimbangan utama untuk menentukan ukuran fitur adalah ukuran elektroda dan celah over-bum. Elektroda berdiameter lebih dari 10 mikron dan over-bum hanya beberapa mikron yang digunakan. Membuat elektroda yang memiliki geometri kompleks untuk mesin EDM pemberat membutuhkan pengetahuan. Baik grafit dan tembaga populer sebagai bahan elektroda. Salah satu pendekatan untuk membuat elektroda EDM pemberat yang rumit untuk bagian skala meso adalah dengan menggunakan proses LIGA. Tembaga, sebagai bahan elektroda, dapat disepuh ke dalam cetakan LIGA. Elektroda LIGA tembaga kemudian dapat dipasang ke mesin sinker EDM untuk mesomanufaktur bagian dalam bahan yang berbeda seperti baja tahan karat atau kovar.

 

 

 

Tidak ada satu proses mesomanufaktur yang cukup untuk semua operasi. Beberapa proses mesoscale lebih luas jangkauannya daripada yang lain, tetapi setiap proses memiliki ceruknya sendiri. Sebagian besar waktu kami membutuhkan berbagai bahan untuk mengoptimalkan kinerja komponen mekanis dan nyaman dengan bahan tradisional seperti baja tahan karat karena bahan ini memiliki sejarah panjang dan telah dicirikan dengan sangat baik selama bertahun-tahun. Proses mesomanufaktur memungkinkan kami menggunakan bahan tradisional. Teknologi pemesinan skala meso subtraktif memperluas basis material kami. Galling mungkin menjadi masalah dengan beberapa kombinasi material dalam mesomanufaktur. Setiap proses pemesinan skala meso tertentu secara unik mempengaruhi kekasaran permukaan dan morfologi. Penggilingan mikro dan pembubutan mikro dapat menghasilkan gerinda dan partikel yang dapat menyebabkan masalah mekanis. Micro-EDM dapat meninggalkan lapisan recast yang dapat memiliki karakteristik keausan dan gesekan tertentu. Efek gesekan antara bagian mesoscale mungkin memiliki titik kontak terbatas dan tidak dimodelkan secara akurat oleh model kontak permukaan. Beberapa teknologi pemesinan skala meso, seperti mikro-EDM, cukup matang, berbeda dengan yang lain, seperti pemesinan laser femtosecond, yang masih memerlukan pengembangan tambahan.