Месосцале Мануфацтуринг / Мезомануфацтуринг

Са конвенционалним техникама производње производимо структуре „макроразмера” које су релативно велике и видљиве голим оком. Витх_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_МЕСОМАНУФАЦТУРИНГ_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_ипак производимо компоненте за минијатурне уређаје. Мезопроизводња се такође помиње као_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_МЕСОСЦАЛЕ МАНУФАЦТУРИНГ_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_ор_5цб78Д. Мезопроизводња се преклапа и са макро и микропроизводњом. Примери мезопроизводње су слушни апарати, стентови, веома мали мотори.

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

Први приступ у мезопроизводњи је смањење процеса макропроизводње. На пример, мали струг са димензијама од неколико десетина милиметара и мотором од 1,5 В тежине 100 грама је добар пример мезопроизводње где је дошло до смањења величине. Други приступ је повећање микропроизводних процеса. Као пример, ЛИГА процеси се могу повећати и ући у област мезопроизводње.

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

Наши процеси мезопроизводње премошћују јаз између МЕМС процеса заснованих на силицијуму и конвенционалне минијатурне обраде. Процеси мезоскале могу да произведу дводимензионалне и тродимензионалне делове који имају карактеристике микронске величине у традиционалним материјалима као што су нерђајући челици, керамика и стакло. Процеси мезопроизводње који су нам тренутно доступни укључују распршивање фокусираним јонским снопом (ФИБ), микро-глодање, микро-стругање, ексимер ласерску аблацију, фемто-секундну ласерску аблацију и обраду микроелектро-пражњењем (ЕДМ). Ови процеси мезоскале користе технологије субтративне обраде (тј. уклањање материјала), док је ЛИГА процес адитивни процес мезоскале. Процеси мезопроизводње имају различите могућности и спецификације перформанси. Спецификације перформанси обраде које су од интереса укључују минималну величину функције, толеранцију карактеристика, тачност локације карактеристика, завршну обраду површине и брзину уклањања материјала (МРР). Имамо могућност мезопроизводње електромеханичких компоненти за које су потребни делови мезоразмера. Делови мезоскале произведени субтрактивним процесима мезопроизводње имају јединствена триболошка својства због разноврсности материјала и површинских услова произведених различитим процесима мезопроизводње. Ове субтрактивне технологије машинске обраде мезоскале доносе нам бриге везане за чистоћу, монтажу и трибологију. Чистоћа је од виталног значаја у мезопроизводњи јер величина честица мезоскала и крхотина створених током процеса мезо-машине може бити упоредива са карактеристикама мезоскале. Мезоразмерно глодање и стругање могу створити струготине и неравнине које могу блокирати рупе. Морфологија површине и услови завршне обраде у великој мери варирају у зависности од методе производње мезопроизвода. Делови мезоразмера су тешки за руковање и поравнавање, што чини монтажу изазовом који већина наших конкурената није у стању да превазиђе. Наше стопе приноса у мезопроизводњи су далеко веће од наших конкурената што нам даје предност да можемо да понудимо боље цене.

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

ПРОЦЕСИ МАШИНСКЕ МАШИНСКЕ ОБРАДЕ: Наше главне технике мезопроизводње су фокусирани јонски сноп (ФИБ), микро-глодање и микро-стругање, ласерска мезо-машинска обрада, микро-ЕДМ (машинска обрада електро-пражњењем)

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

Мезопроизводња коришћењем фокусираног јонског снопа (ФИБ), микро-глодања и микро-стругања: ФИБ распршује материјал из радног предмета бомбардовањем галијумским јонским снопом. Радни предмет се монтира на сет прецизних степеница и ставља у вакуумску комору испод извора галијума. Фазе транслације и ротације у вакуум комори чине различите локације на радном комаду доступне снопу јона галијума за ФИБ мезопроизводњу. Подесиво електрично поље скенира сноп како би покрило унапред дефинисану пројектовану област. Потенцијал високог напона узрокује да се извор јона галијума убрза и судара са радним комадом. Судари уклањају атоме са радног комада. Резултат ФИБ процеса мезо-машине може бити стварање скоро вертикалних фасета. Неки ФИБ-ови који су нам доступни имају пречник снопа од чак 5 нанометара, што ФИБ чини машином способном за мезоскале, па чак и за микро. Алати за микро глодање монтирамо на глодалице високе прецизности на машинске канале у алуминијуму. Користећи ФИБ можемо да произведемо алате за микро стругање који се затим могу користити на стругу за производњу шипки са финим навојем. Другим речима, ФИБ се може користити за машинску обраду тврдих алата поред директне мезо-машинске обраде на крајњем радном комаду. Спора брзина уклањања материјала учинила је ФИБ непрактичним за директну машинску обраду великих делова. Међутим, тврди алати могу уклонити материјал импресивном брзином и довољно су издржљиви за неколико сати машинске обраде. Ипак, ФИБ је практичан за директну мезо-машинску обраду сложених тродимензионалних облика који не захтевају значајну брзину уклањања материјала. Дужина експозиције и упадни угао могу у великој мери утицати на геометрију директно обрађених елемената.

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

Ласерска мезопроизводња: Ексцимер ласери се користе за мезопроизводњу. Ексимер ласер обрађује материјал тако што га пулсира наносекундним импулсима ултраљубичастог светла. Радни комад је монтиран на прецизне транслационе степенице. Контролер координира кретање радног комада у односу на стационарни УВ ласерски зрак и координира испаљивање импулса. Техника пројекције маске може се користити за дефинисање геометрија мезо-машинске обраде. Маска се убацује у проширени део зрака где је флуенс ласера пренизак за аблацију маске. Геометрија маске се смањује кроз сочиво и пројектује на радни комад. Овај приступ се може користити за обраду више рупа (низова) истовремено. Наши екцимер и ИАГ ласери се могу користити за машинску обраду полимера, керамике, стакла и метала чија је величина карактеристика чак 12 микрона. Добра спрега између УВ таласне дужине (248 нм) и радног комада у ласерској мезопроизводњи/мезо-машини резултира вертикалним зидовима канала. Чистији приступ ласерској мезо-машинској обради је употреба ти-сафирног фемтосекундног ласера. Остаци који се могу открити из таквих процеса производње мезопроизвода су честице нано величине. Карактеристике величине једног микрона могу се микрофабриковати помоћу фемтосекундног ласера. Процес фемтосекундне ласерске аблације је јединствен по томе што разбија атомске везе уместо материјала за термичку аблацију. Процес фемтосекундне ласерске мезо-машинске/микромашинске обраде има посебно место у мезопроизводњи јер је чистији, микронски способан и није специфичан за материјал.

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

Мезопроизводња помоћу Мицро-ЕДМ (електро-пражњења машинске обраде): Машинска обрада електро-пражњењем уклања материјал кроз процес варничне ерозије. Наше микро-ЕДМ машине могу да произведу елементе величине чак 25 микрона. За понирање и жичану микро-ЕДМ машину, два главна разматрања за одређивање величине карактеристике су величина електроде и зазор преко бум. Користе се електроде пречника нешто више од 10 микрона и прекомерне површине од само неколико микрона. Прављење електроде сложене геометрије за ЕДМ машину за потапање захтева знање и искуство. И графит и бакар су популарни као материјали за електроде. Један од приступа за израду компликоване потопљене ЕДМ електроде за део мезоскала је коришћење ЛИГА процеса. Бакар, као материјал за електроде, може се уметнути у ЛИГА калупе. Бакарна ЛИГА електрода се затим може монтирати на потопну ЕДМ машину за мезопроизводњу дела од другог материјала као што је нерђајући челик или ковар.

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

_цц781905-5цде-3194-бб3б-136бад5цф58д_

Ниједан мезопроизводни процес није довољан за све операције. Неки мезоскални процеси су ширег досега од других, али сваки процес има своју нишу. Већину времена су нам потребни различити материјали да бисмо оптимизовали перформансе механичких компоненти и задовољни смо традиционалним материјалима као што је нерђајући челик јер ови материјали имају дугу историју и веома су добро окарактерисани током година. Процеси мезопроизводње нам омогућавају да користимо традиционалне материјале. Технологије обраде на мезоскали проширују нашу материјалну базу. Нагризање може бити проблем са неким комбинацијама материјала у мезопроизводњи. Сваки одређени процес обраде на мезоскали јединствено утиче на храпавост и морфологију површине. Микро-глодање и микро-стругање могу створити неравнине и честице које могу узроковати механичке проблеме. Микро-ЕДМ може оставити рецаст слој који може имати посебне карактеристике хабања и трења. Ефекти трења између делова мезоскале могу имати ограничене тачке контакта и нису прецизно моделовани моделима површинског контакта. Неке технологије обраде мезоскале, као што је микро-ЕДМ, су прилично зреле, за разлику од других, као што је фемтосекундна ласерска мезо-машинска обрада, које још увек захтевају додатни развој.