Mezomiqyosli ishlab chiqarish / Mesomanufacturing

An'anaviy ishlab chiqarish texnikasi bilan biz nisbatan katta va yalang'och ko'z bilan ko'rinadigan "makroskala" tuzilmalarini ishlab chiqaramiz. With MESOMANUFACTURING ammo biz miniatyura qurilmalari uchun komponentlar ishlab chiqaramiz. Mesomanufacturing, shuningdek, MESOSCALE MANUFACTURING or_cc781905-136bad5cf58d_or_cc781903-MESOSCALE-3194-bb3b-136bad5cf58d deb ataladi. Mezoishlab chiqarish ham makro, ham mikro ishlab chiqarish bilan bir-biriga mos keladi. Eshitish asboblari, stentlar, juda kichik motorlar mezo ishlab chiqarishga misol bo'la oladi.

 

 

 

Mezoishlab chiqarishdagi birinchi yondashuv makroishlab chiqarish jarayonlarini qisqartirishdir. Masalan, o'lchamlari bir necha o'nlab millimetrga teng bo'lgan kichik stanok va og'irligi 100 gramm bo'lgan 1,5 Vt dvigatel kichik ishlab chiqarishga yaxshi misol bo'la oladi. Ikkinchi yondashuv mikro ishlab chiqarish jarayonlarini kengaytirishdir. Misol tariqasida LIGA jarayonlari kengaytirilishi va mezoishlab chiqarish sohasiga kirishi mumkin.

 

 

 

Bizning mezoishlab chiqarish jarayonlarimiz kremniyga asoslangan MEMS jarayonlari va an'anaviy miniatyuralarni qayta ishlash o'rtasidagi bo'shliqni yopmoqda. Mezoscale jarayonlari zanglamaydigan po'lat, keramika va shisha kabi an'anaviy materiallarda mikron o'lchamli xususiyatlarga ega bo'lgan ikki va uch o'lchovli qismlarni ishlab chiqarishi mumkin. Hozirda biz uchun mavjud bo'lgan mezoishlab chiqarish jarayonlariga yo'naltirilgan ion nurlari (FIB) püskürtme, mikro-frezeleme, mikro-tornalama, eksimer lazer ablasyonu, femto-ikkinchi lazer ablasyonu va mikro elektro-deşarj (EDM) ishlov berish kiradi. Ushbu mezomiqyosli jarayonlarda subtractiv ishlov berish texnologiyalari (ya'ni, materiallarni olib tashlash) qo'llaniladi, LIGA jarayoni esa qo'shimcha mezoskala jarayonidir. Mezoishlab chiqarish jarayonlari turli imkoniyatlarga va ishlash xususiyatlariga ega. Qiziqarli ishlov berishning ishlash xususiyatlariga minimal xususiyat o'lchami, xususiyat bardoshliligi, xususiyatning joylashuvi aniqligi, sirt qoplamasi va materialni olib tashlash tezligi (MRR) kiradi. Biz mezomiqyosli qismlarni talab qiladigan elektro-mexanik komponentlarni mezo ishlab chiqarish imkoniyatiga egamiz. Substraktiv mezoishlab chiqarish jarayonlari bilan ishlab chiqarilgan mezomiqyosli qismlar turli xil materiallar va turli mezoishlab chiqarish jarayonlari natijasida hosil bo'lgan sirt sharoitlari tufayli noyob tribologik xususiyatlarga ega. Ushbu subtractive mezoscale ishlov berish texnologiyalari bizga tozalik, yig'ish va tribologiya bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqaradi. Mezo-ishlab chiqarish jarayonida tozalik juda muhim, chunki mezo-ishlov berish jarayonida hosil bo'lgan mezoskalamli axloqsizlik va qoldiq zarrachalarining o'lchami mezomiqyosli xususiyatlar bilan taqqoslanishi mumkin. Mezoscale frezeleme va burilish teshiklarni to'sib qo'yadigan chiplar va burmalarni yaratishi mumkin. Yuzaki morfologiya va sirtni tugatish shartlari mezoishlab chiqarish usuliga qarab juda katta farq qiladi. Mezoscale qismlarini boshqarish va tekislash qiyin, bu esa yig'ish bizning raqobatchilarimizning ko'pchiligini engib bo'lmaydigan qiyinchilikka aylantiradi. Mezo ishlab chiqarishdagi hosildorlik ko'rsatkichlarimiz raqobatchilarimizga qaraganda ancha yuqori, bu bizga yaxshi narxlarni taklif qilish imkoniyatini beradi.

 

 

 

MESOSCALE ISHLAB CHIQISH JARAYONLARI: Bizning asosiy mezoishlab chiqarish texnikamiz yo'naltirilgan ion nurlari (FIB), mikro-frezalash va mikro-tornalash, lazerli mezo-ishlov berish, Micro-EDM (elektro-deşarjli ishlov berish)

 

 

 

Fokuslangan ion nurlari (FIB), mikro-frezeleme va mikro-tornalashdan foydalangan holda mezo ishlab chiqarish: FIB materialni galiy ion nurlari bilan bombardimon qilish orqali ish qismidan chiqaradi. Ish qismi aniq bosqichlar to'plamiga o'rnatiladi va Gallium manbai ostidagi vakuum kamerasiga joylashtiriladi. Vakuum kamerasidagi tarjima va aylanish bosqichlari ish qismidagi turli joylarni FIB mezoishlab chiqarish uchun Galliy ionlari nurlari uchun mavjud qiladi. Sozlanishi mumkin bo'lgan elektr maydoni oldindan belgilangan proektsiyalangan maydonni qoplash uchun nurni skanerlaydi. Yuqori kuchlanish potentsiali Galliy ionlari manbasini tezlashishiga va ish qismi bilan to'qnashishiga olib keladi. To'qnashuvlar atomlarni ish qismidan olib tashlaydi. FIB mezo-ishlov berish jarayonining natijasi yaqin vertikal qirralarning yaratilishi bo'lishi mumkin. Bizda mavjud bo'lgan ba'zi FIBlarning nur diametrlari 5 nanometrgacha kichik bo'lib, FIBni o'lchovli va hatto mikro o'lchovli mashinaga aylantiradi. Biz mikro-frezalash asboblarini yuqori aniqlikdagi frezalash dastgohlariga alyuminiydagi dastgoh kanallariga o'rnatamiz. FIB yordamida biz mikro torna asboblarini ishlab chiqarishimiz mumkin, ular keyinchalik torna dastgohida nozik tishli novdalarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, FIB to'g'ridan-to'g'ri ish qismiga to'g'ridan-to'g'ri mezo-ishlov berish xususiyatlaridan tashqari qattiq asboblarni qayta ishlash uchun ham ishlatilishi mumkin. Materialni olib tashlashning sekin tezligi FIBni katta funksiyalarni to'g'ridan-to'g'ri qayta ishlash uchun amaliy bo'lmagan holga keltirdi. Biroq, qattiq asboblar materialni ta'sirchan tezlikda olib tashlashi mumkin va bir necha soat ishlov berish vaqtiga etarlicha bardoshli. Shunga qaramay, FIB to'g'ridan-to'g'ri mezo-mashinali murakkab uch o'lchovli shakllar uchun amaliy bo'lib, materiallarni olib tashlashning katta tezligini talab qilmaydi. Ta'sir qilish uzunligi va tushish burchagi to'g'ridan-to'g'ri ishlov berilgan elementlarning geometriyasiga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.

 

 

 

Lazerli mezo ishlab chiqarish: Eksimer lazerlari mezo ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Eksimer lazer materialni ultrabinafsha nurlarning nanosekundlik impulslari bilan pulslash orqali qayta ishlaydi. Ish qismi aniq tarjima bosqichlariga o'rnatiladi. Tekshirish moslamasi ish qismining harakatsiz UV lazer nuriga nisbatan harakatini muvofiqlashtiradi va impulslarning otilishini muvofiqlashtiradi. Mezo ishlov berish geometriyalarini aniqlash uchun niqob proektsiyalash texnikasidan foydalanish mumkin. Niqob nurning kengaytirilgan qismiga o'rnatiladi, bu erda lazer radiatsiyasi niqobni olib tashlash uchun juda past bo'ladi. Niqob geometriyasi linzalar orqali kattalashtiriladi va ish qismiga proyeksiya qilinadi. Ushbu yondashuv bir vaqtning o'zida bir nechta teshiklarni (massivlarni) qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin. Bizning eksimer va YAG lazerlarimiz polimerlar, keramika, shisha va o'lchamlari 12 mikrongacha bo'lgan metallarni qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin. UV to'lqin uzunligi (248 nm) va lazerli mezoishlab chiqarish / mezo-ishlov berishda ishlov beriladigan qism o'rtasidagi yaxshi bog'lanish vertikal kanal devorlariga olib keladi. Toza lazerli mezo-ishlov berish usuli Ti-sapphire femtosekund lazeridan foydalanishdir. Bunday mezoishlab chiqarish jarayonlarida aniqlanadigan qoldiqlar nano o'lchamdagi zarralardir. Chuqur bir mikron o'lchamdagi xususiyatlarni femtosekundli lazer yordamida mikrofabrikatsiya qilish mumkin. Femtosekundli lazerli ablasyon jarayoni o'ziga xosdir, chunki u termal ablatsiya qiluvchi material o'rniga atomik aloqalarni buzadi. Femtosekundli lazerli mezo-ishlov berish / mikro ishlov berish jarayoni mezo ishlab chiqarishda alohida o'rin tutadi, chunki u toza, mikron qobiliyatiga ega va u materialga xos emas.

 

 

 

Micro-EDM (elektr deşarjli ishlov berish) yordamida mezo ishlab chiqarish: Elektr deşarjli ishlov berish uchqun eroziya jarayoni orqali materialni olib tashlaydi. Bizning mikro-EDM mashinalarimiz 25 mikrongacha bo'lgan xususiyatlarni ishlab chiqarishi mumkin. Sinker va simli mikro-EDM mashinasi uchun xususiyat o'lchamini aniqlash uchun ikkita asosiy e'tibor elektrod o'lchami va ortiqcha bo'shliqdir. Diametri 10 mikrondan ozroq va bir necha mikrondan ortiq bo'lgan elektrodlar qo'llaniladi. Sinker EDM mashinasi uchun murakkab geometriyaga ega elektrodni yaratish nou-xauni talab qiladi. Grafit ham, mis ham elektrod materiallari sifatida mashhur. Mezomiqyosli qism uchun murakkab sinker EDM elektrodini ishlab chiqarishga yondashuvlardan biri LIGA jarayonidan foydalanishdir. Elektrod materiali sifatida mis LIGA qoliplariga qo'yilishi mumkin. Mis LIGA elektrodi keyinchalik zanglamaydigan po'lat yoki kovar kabi boshqa materiallarda qismni mezo ishlab chiqarish uchun sinker EDM mashinasiga o'rnatilishi mumkin.

 

 

 

Barcha operatsiyalar uchun hech qanday mezoishlab chiqarish jarayoni etarli emas. Ba'zi mezomiqyosli jarayonlar boshqalarga qaraganda kengroqdir, ammo har bir jarayonning o'z joyi bor. Ko'pincha biz mexanik komponentlarning ishlashini optimallashtirish uchun turli xil materiallarni talab qilamiz va zanglamaydigan po'lat kabi an'anaviy materiallar bilan qulay, chunki bu materiallar uzoq tarixga ega va yillar davomida juda yaxshi tavsiflangan. Mezo ishlab chiqarish jarayonlari bizga an'anaviy materiallardan foydalanish imkonini beradi. Subtractive mezoscale ishlov berish texnologiyalari bizning moddiy bazamizni kengaytiradi. Galling mezoishlab chiqarishda ba'zi materiallar kombinatsiyasi bilan bog'liq muammo bo'lishi mumkin. Har bir o'ziga xos mezoscale ishlov berish jarayoni sirt pürüzlülüğü va morfologiyasiga o'ziga xos tarzda ta'sir qiladi. Mikro-frezeleme va mikro-tornalama mexanik muammolarni keltirib chiqaradigan burilishlar va zarralarni hosil qilishi mumkin. Micro-EDM maxsus aşınma va ishqalanish xususiyatlariga ega bo'lishi mumkin bo'lgan qayta ishlangan qatlamni qoldirishi mumkin. Mezomiqyosli qismlar orasidagi ishqalanish effektlari cheklangan aloqa nuqtalariga ega bo'lishi mumkin va sirt aloqa modellari tomonidan aniq modellashtirilmaydi. Mikro-EDM kabi ba'zi mezoo'lchovli ishlov berish texnologiyalari, boshqalardan farqli o'laroq, etarlicha etukdir, masalan, femtosekundli lazerli mezo-ishlov berish hali ham qo'shimcha rivojlanishni talab qiladi.