Mesoscale مینوفیکچرنگ / Mesomanufacturing

روایتی پیداواری تکنیکوں کے ساتھ ہم "میکرو اسکیل" ڈھانچے تیار کرتے ہیں جو نسبتاً بڑے ہوتے ہیں اور ننگی آنکھوں کو دکھائی دیتے ہیں۔ کے ساتھ MESOMANUFACTURING تاہم ہم چھوٹے آلات کے لیے اجزاء تیار کرتے ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ کو بھی کہا جاتا ہے MESOSCALE MANUFACTURING or_cc3b-136bad5cf58d_or_cc39-bad-518-5cd-3194M میسو مینوفیکچرنگ میکرو اور مائیکرو مینوفیکچرنگ دونوں کو اوورلیپ کرتی ہے۔ میسو مینوفیکچرنگ کی مثالیں سماعت کے معاون، سٹینٹ، بہت چھوٹی موٹریں ہیں۔

 

 

 

میسو مینوفیکچرنگ میں پہلا طریقہ میکرو مینوفیکچرنگ کے عمل کو کم کرنا ہے۔ مثال کے طور پر چند درجن ملی میٹر میں طول و عرض کے ساتھ ایک چھوٹی لیتھ اور 100 گرام وزنی 1.5W کی موٹر میسو مینوفیکچرنگ کی ایک اچھی مثال ہے جہاں نیچے اسکیلنگ ہوئی ہے۔ دوسرا نقطہ نظر مائکرو مینوفیکچرنگ کے عمل کو بڑھانا ہے۔ مثال کے طور پر LIGA کے عمل کو بڑھایا جا سکتا ہے اور میسو مینوفیکچرنگ کے دائرے میں داخل ہو سکتا ہے۔

 

 

 

ہمارے میسو مینوفیکچرنگ کے عمل سلیکون پر مبنی MEMS عمل اور روایتی چھوٹے مشینی کے درمیان فرق کو ختم کر رہے ہیں۔ Mesoscale عمل روایتی مواد جیسے سٹینلیس سٹیل، سیرامکس اور شیشے میں مائکرون سائز کی خصوصیات والے دو اور تین جہتی حصوں کو بنا سکتے ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ کے عمل جو فی الحال ہمارے لیے دستیاب ہیں، ان میں فوکسڈ آئن بیم (FIB) سپٹرنگ، مائیکرو ملنگ، مائیکرو ٹرننگ، ایکسائمر لیزر ایبلیشن، فیمٹو سیکنڈ لیزر ایبلیشن، اور مائیکرو الیکٹرو ڈسچارج (EDM) مشیننگ شامل ہیں۔ یہ میسو اسکیل عمل تخفیف مشینی ٹیکنالوجیز (یعنی مواد کو ہٹانا) استعمال کرتے ہیں، جبکہ LIGA عمل، ایک اضافی میسو اسکیل عمل ہے۔ میسو مینوفیکچرنگ کے عمل میں مختلف صلاحیتیں اور کارکردگی کی وضاحتیں ہوتی ہیں۔ دلچسپی کی مشینی کارکردگی کی خصوصیات میں کم از کم فیچر سائز، فیچر ٹولرینس، فیچر لوکیشن کی درستگی، سطح کی تکمیل، اور میٹریل ریموول ریٹ (MRR) شامل ہیں۔ ہمارے پاس الیکٹرو مکینیکل پرزوں کو میسو مینوفیکچرنگ کی صلاحیت ہے جس کے لیے میسو اسکیل پرزے درکار ہوتے ہیں۔ تخفیف میسو مینوفیکچرنگ کے عمل کے ذریعہ گھڑے گئے میسو اسکیل حصوں میں مختلف قسم کے مواد اور مختلف میسو مینوفیکچرنگ عملوں کے ذریعہ تیار کردہ سطحی حالات کی وجہ سے منفرد ٹرائبولوجیکل خصوصیات ہیں۔ یہ گھٹانے والی میسو اسکیل مشینی ٹیکنالوجیز ہمیں صفائی، اسمبلی اور ٹرائبلولوجی سے متعلق خدشات لاتی ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ میں صفائی بہت ضروری ہے کیونکہ میسو اسکیل کی گندگی اور ملبے کے ذرات کا سائز میسو مشینی عمل کے دوران پیدا ہوتا ہے جس کا موازنہ میسو اسکیل خصوصیات سے کیا جاسکتا ہے۔ Mesoscale ملنگ اور ٹرننگ چپس اور burrs بنا سکتے ہیں جو سوراخوں کو روک سکتے ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ کے طریقہ کار کے لحاظ سے سطح کی شکل اور سطح کی تکمیل کے حالات بہت مختلف ہوتے ہیں۔ Mesoscale حصوں کو سنبھالنا اور سیدھ کرنا مشکل ہے جو اسمبلی کو ایک چیلنج بنا دیتا ہے جس پر ہمارے زیادہ تر حریف قابو پانے میں ناکام ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ میں ہماری پیداوار کی شرح ہمارے حریفوں سے کہیں زیادہ ہے جو ہمیں بہتر قیمتیں پیش کرنے کے قابل ہونے کا فائدہ دیتی ہے۔

 

 

 

میسوکل مشینی عمل: ہماری میسو مینوفیکچرنگ کی اہم تکنیکیں فوکسڈ آئن بیم (FIB)، مائیکرو ملنگ، اور مائیکرو ٹرننگ، لیزر میسو مشیننگ، مائیکرو-EDM (الیکٹرو ڈسچارج مشیننگ) ہیں۔

 

 

 

فوکسڈ آئن بیم (FIB)، مائیکرو ملنگ، اور مائیکرو ٹرننگ کا استعمال کرتے ہوئے میسو مینوفیکچرنگ: FIB گیلیئم آئن بیم بمباری کے ذریعے ایک ورک پیس سے مواد کو پھینکتا ہے۔ ورک پیس کو درست مراحل کے ایک سیٹ پر نصب کیا جاتا ہے اور گیلیم کے منبع کے نیچے ویکیوم چیمبر میں رکھا جاتا ہے۔ ویکیوم چیمبر میں ترجمہ اور گردش کے مراحل FIB میسو مینوفیکچرنگ کے لیے گیلیم آئنوں کے بیم کے لیے ورک پیس پر مختلف مقامات کو دستیاب کرتے ہیں۔ ایک ٹیون ایبل الیکٹرک فیلڈ پہلے سے طے شدہ پروجیکشن ایریا کا احاطہ کرنے کے لیے بیم کو اسکین کرتی ہے۔ ہائی وولٹیج کی صلاحیت گیلیم آئنوں کے ذریعہ کو تیز کرنے اور کام کے ٹکڑے سے ٹکرانے کا سبب بنتی ہے۔ تصادم کام کے ٹکڑے سے ایٹموں کو چھین لیتے ہیں۔ ایف آئی بی میسو مشینی عمل کا نتیجہ قریب کے عمودی پہلوؤں کی تخلیق ہو سکتا ہے۔ ہمارے پاس دستیاب کچھ FIBs میں بیم کا قطر 5 نینو میٹر جتنا چھوٹا ہوتا ہے، جس سے FIB ایک میسو اسکیل اور حتیٰ کہ مائیکرو اسکیل کے قابل مشین بن جاتی ہے۔ ہم مائیکرو ملنگ ٹولز کو ہائی پریسجن ملنگ مشینوں پر ایلومینیم میں مشین چینلز پر لگاتے ہیں۔ FIB کا استعمال کرتے ہوئے ہم مائیکرو ٹرننگ ٹولز تیار کر سکتے ہیں جنہیں بعد میں لیتھ پر باریک دھاگے والی سلاخوں کو بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، FIB کا استعمال مشینی ہارڈ ٹولنگ کے علاوہ کام کے آخری حصے پر براہ راست میسو مشینی خصوصیات کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے۔ مواد کو ہٹانے کی سست رفتار نے بڑی خصوصیات کو براہ راست مشینی کرنے کے لیے FIB کو ناقابل عمل بنا دیا ہے۔ تاہم، سخت اوزار متاثر کن شرح سے مواد کو ہٹا سکتے ہیں اور مشینی وقت کے کئی گھنٹوں کے لیے کافی پائیدار ہوتے ہیں۔ اس کے باوجود، FIB براہ راست میسو مشینی پیچیدہ تین جہتی شکلوں کے لیے عملی ہے جس کے لیے مواد کو ہٹانے کی خاطر خواہ شرح کی ضرورت نہیں ہے۔ نمائش کی لمبائی اور واقعات کا زاویہ براہ راست مشینی خصوصیات کی جیومیٹری کو بہت متاثر کر سکتا ہے۔

 

 

 

لیزر میسو مینوفیکچرنگ: Excimer لیزر میسو مینوفیکچرنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ Excimer لیزر مشینوں کے مواد کو الٹرا وایلیٹ لائٹ کی نینو سیکنڈ پلس کے ساتھ پلس کر کے۔ کام کا ٹکڑا درست ترجمے کے مراحل میں نصب ہے۔ ایک کنٹرولر سٹیشنری UV لیزر بیم کے نسبت ورک پیس کی حرکت کو مربوط کرتا ہے اور دالوں کی فائرنگ کو مربوط کرتا ہے۔ ایک ماسک پروجیکشن تکنیک کا استعمال میسو مشینی جیومیٹریوں کی وضاحت کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ ماسک کو بیم کے پھیلے ہوئے حصے میں داخل کیا جاتا ہے جہاں لیزر کی روانی ماسک کو ختم کرنے کے لیے بہت کم ہے۔ ماسک جیومیٹری کو عینک کے ذریعے ڈی میگنیفائیڈ کیا جاتا ہے اور ورک پیس پر پیش کیا جاتا ہے۔ اس نقطہ نظر کو بیک وقت ایک سے زیادہ سوراخوں (ارے) کو مشینی کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ہمارے excimer اور YAG لیزرز کو مشین پولیمر، سیرامکس، شیشے اور دھاتوں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جن کا سائز 12 مائیکرون تک چھوٹا ہے۔ لیزر میسو مینوفیکچرنگ / میسو مشیننگ میں UV طول موج (248 nm) اور ورک پیس کے درمیان اچھے جوڑے کا نتیجہ عمودی چینل کی دیواروں میں ہوتا ہے۔ ایک کلینر لیزر میسو مشینی نقطہ نظر ایک Ti-sapphire femtosecond لیزر کا استعمال کرنا ہے۔ اس طرح کے میسو مینوفیکچرنگ کے عمل سے قابل شناخت ملبہ نینو سائز کے ذرات ہیں۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر کا استعمال کرتے ہوئے گہری ایک مائکرون سائز کی خصوصیات کو مائیکرو فیبریکٹ کیا جا سکتا ہے۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر کے خاتمے کا عمل اس لحاظ سے منفرد ہے کہ یہ تھرمل طور پر ختم کرنے والے مواد کی بجائے ایٹمک بانڈز کو توڑ دیتا ہے۔ femtosecond laser meso-machining/micromachining کے عمل کو میسو مینوفیکچرنگ میں ایک خاص مقام حاصل ہے کیونکہ یہ صاف ستھرا، مائکرون کے قابل ہے، اور یہ مادی مخصوص نہیں ہے۔

 

 

 

مائیکرو ای ڈی ایم (الیکٹرو ڈسچارج مشیننگ) کا استعمال کرتے ہوئے میسو مینوفیکچرنگ: الیکٹرو ڈسچارج مشینی چنگاری کٹاؤ کے عمل کے ذریعے مواد کو ہٹاتی ہے۔ ہماری مائیکرو-ای ڈی ایم مشینیں 25 مائکرون جیسی چھوٹی خصوصیات پیدا کر سکتی ہیں۔ سنکر اور وائر مائیکرو-EDM مشین کے لیے، فیچر کے سائز کا تعین کرنے کے لیے دو اہم تحفظات الیکٹروڈ سائز اور اوور-بم گیپ ہیں۔ الیکٹروڈ قطر میں 10 مائیکرون سے تھوڑا زیادہ اور کچھ مائیکرون سے زیادہ بوم استعمال کیے جا رہے ہیں۔ سنکر EDM مشین کے لیے پیچیدہ جیومیٹری والے الیکٹروڈ کو بنانے کے لیے جانکاری کی ضرورت ہوتی ہے۔ گریفائٹ اور کاپر دونوں الیکٹروڈ مواد کے طور پر مقبول ہیں۔ میسو اسکیل حصے کے لیے ایک پیچیدہ سنکر EDM الیکٹروڈ بنانے کا ایک طریقہ LIGA عمل کو استعمال کرنا ہے۔ کاپر، الیکٹروڈ مواد کے طور پر، LIGA سانچوں میں چڑھایا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد تانبے کے LIGA الیکٹروڈ کو سنکر EDM مشین پر نصب کیا جا سکتا ہے تاکہ مختلف مواد جیسے کہ سٹینلیس سٹیل یا کوور میں میسو مینوفیکچرنگ ہو سکے۔

 

 

 

کوئی بھی میسو مینوفیکچرنگ عمل تمام آپریشنز کے لیے کافی نہیں ہے۔ کچھ میسو اسکیل عمل دوسروں کے مقابلے زیادہ وسیع ہوتے ہیں، لیکن ہر عمل کی اپنی جگہ ہوتی ہے۔ زیادہ تر وقت ہمیں مکینیکل پرزوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے مختلف قسم کے مواد کی ضرورت ہوتی ہے اور وہ روایتی مواد جیسے کہ سٹینلیس سٹیل کے ساتھ آرام دہ ہیں کیونکہ ان مواد کی ایک طویل تاریخ ہے اور برسوں کے دوران ان کی خصوصیات بہت اچھی ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ کے عمل ہمیں روایتی مواد استعمال کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ ذیلی میسو اسکیل مشینی ٹیکنالوجیز ہماری مادی بنیاد کو وسعت دیتی ہیں۔ میسو مینوفیکچرنگ میں کچھ مادی امتزاج کے ساتھ گیلنگ ایک مسئلہ ہوسکتا ہے۔ ہر مخصوص میسو اسکیل مشینی عمل منفرد طور پر سطح کی کھردری اور مورفولوجی کو متاثر کرتا ہے۔ مائیکرو ملنگ اور مائیکرو ٹرننگ سے گڑ اور ذرات پیدا ہو سکتے ہیں جو مکینیکل مسائل کا سبب بن سکتے ہیں۔ مائیکرو-EDM ایک ریکاسٹ پرت چھوڑ سکتا ہے جس میں مخصوص لباس اور رگڑ کی خصوصیات ہوسکتی ہیں۔ میسو اسکیل حصوں کے درمیان رگڑ کے اثرات میں رابطے کے محدود پوائنٹس ہوسکتے ہیں اور سطح کے رابطے کے ماڈلز کے ذریعہ درست طریقے سے ماڈلنگ نہیں کی جاتی ہے۔ کچھ میسو اسکیل مشینی ٹیکنالوجیز، جیسے کہ مائیکرو-ای ڈی ایم، کافی حد تک پختہ ہیں، دوسروں کے برعکس، جیسے فیمٹوسیکنڈ لیزر میسو-مشیننگ، جن کو ابھی بھی اضافی ترقی کی ضرورت ہے۔