Sản xuất Mesoscale / Sản xuất Mesoman

Với kỹ thuật sản xuất thông thường, chúng tôi tạo ra các cấu trúc “macrocale” tương đối lớn và có thể nhìn thấy bằng mắt thường. With MESOMANUFACTURING however, chúng tôi sản xuất các thành phần cho các thiết bị thu nhỏ. Sản xuất lưới còn được gọi là MESOSCALE MANUFACTURING or_cc781905-5cde-3194-bb3b-136d_MING5cf58 Trung sản xuất chồng chéo cả sản xuất vĩ mô và vi sản xuất. Ví dụ về tái sản xuất điện tử là trợ thính, giá đỡ, động cơ rất nhỏ.

 

 

 

Cách tiếp cận đầu tiên trong tái sản xuất là giảm quy mô các quy trình sản xuất đại sản xuất. Ví dụ, một chiếc máy tiện nhỏ với kích thước vài chục mm và một động cơ 1,5W nặng 100 gram là một ví dụ điển hình của quá trình tái sản xuất theo phương pháp trung cấp trong đó việc giảm tỷ lệ đã diễn ra. Cách tiếp cận thứ hai là mở rộng quy trình vi sản xuất lên. Ví dụ như các quy trình LIGA có thể được nâng cấp và đi vào lĩnh vực tái sản xuất trung gian.

 

 

 

Quy trình sản xuất trung gian của chúng tôi đang thu hẹp khoảng cách giữa quy trình MEMS dựa trên silicon và quy trình gia công thu nhỏ thông thường. Quy trình Mesoscale có thể chế tạo các bộ phận hai và ba chiều có các tính năng kích thước micromet trong các vật liệu truyền thống như thép không gỉ, gốm sứ và thủy tinh. Các quy trình sản xuất trung gian hiện có sẵn cho chúng tôi bao gồm, phún xạ chùm tia ion tập trung (FIB), vi phay, vi chuyển, cắt bỏ bằng laser excimer, cắt bằng laser femto giây và gia công phóng điện vi mô (EDM). Các quy trình mesoscale này sử dụng công nghệ gia công trừ (tức là loại bỏ vật liệu), trong khi quy trình LIGA, là một quy trình mesoscale phụ gia. Quy trình sản xuất lưới có các khả năng và thông số kỹ thuật hiệu suất khác nhau. Các thông số kỹ thuật về tính năng gia công được quan tâm bao gồm kích thước tính năng tối thiểu, dung sai tính năng, độ chính xác của vị trí tính năng, độ hoàn thiện bề mặt và tỷ lệ loại bỏ vật liệu (MRR). Chúng tôi có khả năng sản xuất các thành phần cơ điện trung gian yêu cầu các bộ phận có kích thước trung bình. Các bộ phận có tỷ lệ trung bình được chế tạo bằng các quy trình trung sản xuất trừ đi có các đặc tính độc nhất vô nhị do sự đa dạng của vật liệu và các điều kiện bề mặt được tạo ra bởi các quy trình trung sản xuất khác nhau. Các công nghệ gia công mesoscale trừ này mang lại cho chúng tôi những mối quan tâm liên quan đến độ sạch, lắp ráp và phân tích. Độ sạch là yếu tố quan trọng trong quá trình trung sản xuất bởi vì kích thước hạt mảnh vụn và bụi bẩn mesoscale được tạo ra trong quá trình gia công meso có thể tương đương với các tính năng của mesoscale. Phay và tiện Mesoscale có thể tạo ra phoi và gờ có thể chặn lỗ. Hình thái bề mặt và điều kiện hoàn thiện bề mặt rất khác nhau tùy thuộc vào phương pháp trung sản xuất. Các bộ phận của Mesoscale rất khó xử lý và căn chỉnh, điều này làm cho việc lắp ráp trở thành một thách thức mà hầu hết các đối thủ cạnh tranh của chúng tôi không thể vượt qua. Tỷ lệ lợi nhuận của chúng tôi trong lĩnh vực tái sản xuất cao hơn nhiều so với các đối thủ cạnh tranh của chúng tôi, điều này mang lại cho chúng tôi lợi thế là có thể đưa ra mức giá tốt hơn.

 

 

 

QUY TRÌNH GIA CÔNG MESOSCALE: Các kỹ thuật trung sản xuất chính của chúng tôi là Chùm Ion Tập trung (FIB), Phay siêu nhỏ & Tiện siêu nhỏ, gia công trung gian bằng laser, Micro-EDM (gia công phóng điện)

 

 

 

Sản xuất trung gian bằng cách sử dụng Chùm Ion tập trung (FIB), Phay siêu nhỏ & Tiện vi mô: FIB bắn tung vật liệu từ phôi bằng cách bắn phá chùm tia ion Gali. Phôi được gắn vào một tập hợp các công đoạn chính xác và được đặt trong một buồng chân không bên dưới nguồn Gali. Các giai đoạn dịch chuyển và quay trong buồng chân không làm cho các vị trí khác nhau trên chi tiết gia công có sẵn chùm ion Gali cho quá trình tái sản xuất FIB. Một điện trường có thể điều chỉnh quét chùm tia để bao phủ một khu vực chiếu được xác định trước. Điện thế cao làm cho một nguồn ion Gali tăng tốc và va chạm với chi tiết gia công. Các va chạm làm tách các nguyên tử ra khỏi bộ phận làm việc. Kết quả của quá trình gia công trung gian FIB có thể là tạo ra các mặt gần thẳng đứng. Một số FIB có sẵn cho chúng tôi có đường kính chùm tia nhỏ đến 5 nanomet, làm cho FIB trở thành một cỗ máy có khả năng sử dụng kích thước trung bình và thậm chí là kích thước siêu nhỏ. Chúng tôi gắn các công cụ phay vi mô trên máy phay có độ chính xác cao vào các rãnh máy bằng nhôm. Sử dụng FIB, chúng tôi có thể chế tạo các dụng cụ tiện vi mô sau đó có thể được sử dụng trên máy tiện để chế tạo các thanh ren mịn. Nói cách khác, FIB có thể được sử dụng để gia công dụng cụ cứng bên cạnh các tính năng gia công trung gian trực tiếp trên chi tiết gia công cuối cùng. Tốc độ loại bỏ vật liệu chậm đã làm cho FIB không thực tế để gia công trực tiếp các tính năng lớn. Tuy nhiên, các công cụ cứng có thể loại bỏ vật liệu với tốc độ ấn tượng và đủ bền trong vài giờ gia công. Tuy nhiên, FIB là thiết thực để gia công trực tiếp các hình dạng ba chiều phức tạp trực tiếp mà không yêu cầu tỷ lệ loại bỏ vật liệu đáng kể. Độ dài tiếp xúc và góc tới có thể ảnh hưởng lớn đến hình dạng của các tính năng được gia công trực tiếp.

 

 

 

Sản xuất trung gian bằng laser: Các tia laser Excimer được sử dụng để tái sản xuất trung gian. Máy laser excimer tạo ra vật liệu bằng cách phát xung tia cực tím nano giây. Chi tiết gia công được gắn vào các giai đoạn tịnh tiến chính xác. Một bộ điều khiển điều phối chuyển động của chi tiết gia công so với chùm tia laser UV tĩnh và điều phối việc bắn các xung. Kỹ thuật chiếu mặt nạ có thể được sử dụng để xác định hình học gia công trung gian. Mặt nạ được đưa vào phần mở rộng của chùm tia, nơi độ lưu huỳnh của tia laser quá thấp để mài mòn mặt nạ. Hình dạng mặt nạ được khử phóng đại qua ống kính và chiếu lên chi tiết gia công. Cách tiếp cận này có thể được sử dụng để gia công đồng thời nhiều lỗ (mảng). Các tia laser excimer và YAG của chúng tôi có thể được sử dụng để gia công polyme, gốm sứ, thủy tinh và kim loại có kích thước tính năng nhỏ đến 12 micron. Sự kết hợp tốt giữa bước sóng UV (248 nm) và phôi trong quá trình gia công trung gian / đa sản xuất bằng laser tạo ra các bức tường kênh dọc. Một cách tiếp cận gia công trung gian bằng laser sạch hơn là sử dụng tia laser femto giây Ti-sapphire. Các mảnh vụn có thể phát hiện được từ các quá trình trung sản xuất như vậy là các hạt có kích thước nano. Các tính năng sâu kích thước một micron có thể được chế tạo vi mô bằng cách sử dụng tia laser femto giây. Quá trình đốt cháy bằng laser femto giây là duy nhất ở chỗ nó phá vỡ các liên kết nguyên tử thay vì vật liệu đốt cháy nhiệt. Quá trình vi gia công / gia công cơ bằng laser femto giây có một vị trí đặc biệt trong quá trình trung sản xuất vì nó sạch hơn, có khả năng micromet và nó không phải là vật liệu cụ thể.

 

 

 

Sản xuất lưới sử dụng Micro-EDM (gia công phóng điện): Gia công phóng điện loại bỏ vật liệu thông qua quá trình bào mòn tia lửa. Máy EDM siêu nhỏ của chúng tôi có thể tạo ra các tính năng nhỏ đến 25 micron. Đối với máy chìm và máy EDM siêu nhỏ, hai cân nhắc chính để xác định kích thước tính năng là kích thước điện cực và khoảng cách quá mức. Các điện cực có đường kính nhỏ hơn 10 micron và quá bum ít nhất là vài micron đang được sử dụng. Việc tạo ra một điện cực có dạng hình học phức tạp cho máy EDM chìm đòi hỏi phải có bí quyết. Cả than chì và đồng đều phổ biến làm vật liệu điện cực. Một cách tiếp cận để chế tạo điện cực EDM chìm phức tạp cho một bộ phận có tỷ lệ trung bình là sử dụng quy trình LIGA. Đồng, làm vật liệu điện cực, có thể được mạ thành khuôn LIGA. Sau đó, điện cực LIGA bằng đồng có thể được gắn vào máy EDM chìm để tái sản xuất một bộ phận bằng vật liệu khác như thép không gỉ hoặc kovar.

 

 

 

Không có một quy trình tái sản xuất nào là đủ cho tất cả các hoạt động. Một số quy trình mesoscale có khả năng tiếp cận rộng rãi hơn những quy trình khác, nhưng mỗi quy trình đều có ngách của nó. Hầu hết thời gian chúng tôi yêu cầu nhiều loại vật liệu khác nhau để tối ưu hóa hiệu suất của các thành phần cơ khí và thoải mái với các vật liệu truyền thống như thép không gỉ vì những vật liệu này có lịch sử lâu đời và được đặc trưng rất tốt qua nhiều năm. Quy trình sản xuất lưới cho phép chúng tôi sử dụng các vật liệu truyền thống. Các công nghệ gia công mesoscale chiết suất mở rộng cơ sở vật liệu của chúng tôi. Galling có thể là một vấn đề với một số kết hợp vật liệu trong sản xuất trung gian. Mỗi quy trình gia công mesoscale cụ thể ảnh hưởng duy nhất đến độ nhám và hình thái bề mặt. Phay vi mô và tiện vi mô có thể tạo ra gờ và các hạt có thể gây ra các sự cố cơ học. Micro-EDM có thể để lại một lớp đúc lại có thể có các đặc tính mài mòn và ma sát cụ thể. Hiệu ứng ma sát giữa các bộ phận có tỷ lệ trung bình có thể có các điểm tiếp xúc hạn chế và không được mô hình hóa chính xác bằng các mô hình tiếp xúc bề mặt. Một số công nghệ gia công mesoscale, chẳng hạn như micro-EDM, đã khá hoàn thiện, trái ngược với những công nghệ khác, chẳng hạn như gia công meso bằng laser femto giây, vẫn yêu cầu phát triển thêm.