Mesoscale Manufacturing / Mesomanufacturing

Me teknikat konvencionale të prodhimit ne prodhojmë struktura "makroshkallë" që janë relativisht të mëdha dhe të dukshme me sy të lirë. With MESOMANUFACTURING megjithatë ne prodhojmë komponentë për pajisje miniaturë. Mesomanufacturing është referuar edhe si MESOSCALE MANUFACTURING or_cc794-bb335800-000-0000-000-00000. Mesoprodhimi përputhet si me prodhimin makro ashtu edhe me atë mikro. Shembuj të prodhimit të mezo janë aparatet e dëgjimit, stentet, motorët shumë të vegjël.

 

 

 

Qasja e parë në mezoprodhimin është zvogëlimi i proceseve makroprodhuese. Për shembull, një torno e vogël me dimensione në disa dhjetëra milimetra dhe një motor 1,5 W me peshë 100 gram është një shembull i mirë i prodhimit mezonë ku ka ndodhur zvogëlimi i shkallës. Qasja e dytë është rritja e proceseve të mikroprodhimit. Si shembull, proceset LIGA mund të përmirësohen dhe të hyjnë në fushën e prodhimit mezo.

 

 

 

Proceset tona të prodhimit të meso-ve po lidhin hendekun midis proceseve MEMS me bazë silikoni dhe përpunimit konvencional në miniaturë. Proceset në shkallë të mesme mund të prodhojnë pjesë dy dhe tre-dimensionale që kanë karakteristika të madhësisë së mikronit në materialet tradicionale si çeliku inox, qeramika dhe qelqi. Proceset mezoprodhuese që janë aktualisht të disponueshme për ne përfshijnë, spërkatjen me rreze jonike të fokusuar (FIB), mikro-frezimin, mikro-tornimin, ablacionin me lazer excimer, heqjen me lazer femto-sekondë dhe përpunimin me mikro-elektro-shkarkim (EDM). Këto procese mezoshkallëzore përdorin teknologji të përpunimit zbritës (d.m.th., heqja e materialit), ndërsa procesi LIGA është një proces mezoshkallë shtesë. Proceset mezoprodhuese kanë aftësi dhe specifika të ndryshme të performancës. Specifikimet e interesit të performancës së përpunimit përfshijnë madhësinë minimale të veçorive, tolerancën e veçorive, saktësinë e vendndodhjes së veçorive, përfundimin e sipërfaqes dhe shkallën e heqjes së materialit (MRR). Ne kemi aftësinë për të prodhuar mezoprodhues komponentë elektro-mekanikë që kërkojnë pjesë mezoshkallë. Pjesët mezoshkallëzore të fabrikuara nga proceset mezoprodhuese zbritëse kanë veti unike tribologjike për shkak të shumëllojshmërisë së materialeve dhe kushteve të sipërfaqes të prodhuara nga proceset e ndryshme të prodhimit mezo. Këto teknologji zbritëse të përpunimit në shkallë të mesme na sjellin shqetësime në lidhje me pastërtinë, montimin dhe tribologjinë. Pastërtia është jetike në prodhimin mezo, sepse madhësia e papastërtisë dhe grimcave të mbeturinave të krijuara gjatë procesit të përpunimit mezo mund të jetë e krahasueshme me karakteristikat mezoshkallë. Frezimi dhe tornimi në shkallë të mesme mund të krijojë patate të skuqura dhe gërvishtje që mund të bllokojnë vrimat. Morfologjia e sipërfaqes dhe kushtet e përfundimit të sipërfaqes ndryshojnë shumë në varësi të metodës së prodhimit të mezo. Pjesët me shkallë të mesme janë të vështira për t'u trajtuar dhe për t'u lidhur, gjë që e bën montimin një sfidë të cilën shumica e konkurrentëve tanë nuk janë në gjendje ta kapërcejnë. Normat tona të rendimentit në mesoprodhimin janë shumë më të larta se konkurrentët tanë, gjë që na jep avantazhin për të qenë në gjendje të ofrojmë çmime më të mira.

 

 

 

PROCESET E MAKINIMIT MESOSCALE: Teknikat tona kryesore të prodhimit të mezo janë Rrezja Jon e Përqendruar (FIB), Mikro-frezimi dhe mikro-tornimi, meso-përpunimi me lazer, Micro-EDM (përpunimi me elektro-shkarkim)

 

 

 

Prodhimi i mesëm duke përdorur rreze jonike të fokusuar (FIB), mikro-frezim dhe mikro-tornim: FIB spërkat materialin nga një pjesë e punës me anë të bombardimeve me rreze jonike të galiumit. Pjesa e punës është montuar në një grup fazash precize dhe vendoset në një dhomë vakum nën burimin e Galiumit. Fazat e përkthimit dhe rrotullimit në dhomën e vakumit bëjnë që lokacione të ndryshme në pjesën e punës të jenë të disponueshme për rrezen e joneve të galiumit për prodhimin e mezoprodhimit FIB. Një fushë elektrike e sintonizueshme skanon rrezen për të mbuluar një zonë të projektuar të paracaktuar. Një potencial i tensionit të lartë bën që një burim i joneve të galiumit të përshpejtohet dhe të përplaset me pjesën e punës. Përplasjet largojnë atomet nga pjesa e punës. Rezultati i procesit të mezo-përpunimit FIB mund të jetë krijimi i një faqeje afër vertikale. Disa FIB të disponueshme për ne kanë diametra të rrezeve deri në 5 nanometra, duke e bërë FIB një makinë me shkallë të mesme dhe madje të aftë në shkallë. Ne montojmë vegla mikro-frezimi në makinat e bluarjes me precizion të lartë në kanalet e makinerisë në alumin. Duke përdorur FIB ne mund të fabrikojmë vegla mikro-tornuese të cilat më pas mund të përdoren në një torno për të fabrikuar shufra me fileto të imta. Me fjalë të tjera, FIB mund të përdoret për të përpunuar vegla të forta, përveç veçorive të mezo-përpunimit direkt në pjesën e fundit të punës. Shpejtësia e ngadaltë e heqjes së materialit e ka bërë FIB si jopraktike për përpunimin e drejtpërdrejtë të veçorive të mëdha. Veglat e forta, megjithatë, mund të heqin materialin me një shpejtësi mbresëlënëse dhe janë mjaft të qëndrueshme për disa orë kohë përpunimi. Sidoqoftë, FIB është praktik për përpunimin e drejtpërdrejtë të formave komplekse tre-dimensionale mezo-përpunuese që nuk kërkojnë një shkallë të konsiderueshme të heqjes së materialit. Gjatësia e ekspozimit dhe këndi i rënies mund të ndikojnë shumë në gjeometrinë e veçorive të përpunuara drejtpërdrejt.

 

 

 

Mesoprodhimi me lazer: Lazerët excimer përdoren për prodhimin e mezo. Lazeri excimer materializon duke e pulsuar atë me pulse nanosekonda të dritës ultravjollcë. Pjesa e punës është montuar në faza të përkthimit të saktë. Një kontrollues koordinon lëvizjen e pjesës së punës në lidhje me rrezen e palëvizshme lazer UV dhe koordinon ndezjen e pulseve. Një teknikë e projeksionit të maskës mund të përdoret për të përcaktuar gjeometritë e mezo-përpunimit. Maska futet në pjesën e zgjeruar të rrezes ku rrjedha e lazerit është shumë e ulët për të hequr maskën. Gjeometria e maskës zmadhohet përmes thjerrëzës dhe projektohet në pjesën e punës. Kjo qasje mund të përdoret për përpunimin e vrimave të shumta (vargjeve) njëkohësisht. Lazerët tanë excimer dhe YAG mund të përdoren për përpunimin e polimereve, qeramikës, qelqit dhe metaleve që kanë përmasa tipare deri në 12 mikron. Lidhja e mirë midis gjatësisë së valës UV (248 nm) dhe pjesës së punës në prodhimin e mezoprodhimit/mezo-përpunimit me lazer rezulton në mure kanalesh vertikale. Një qasje më e pastër e mezo-përpunimit me lazer është përdorimi i një lazeri femtosekondë Ti-safir. Mbetjet e zbulueshme nga procese të tilla mezoprodhuese janë grimca me madhësi nano. Veçoritë e madhësisë së thellë një mikron mund të mikrofabrikohen duke përdorur lazerin femtosekond. Procesi i heqjes me lazer femtosekond është unik në atë që thyen lidhjet atomike në vend të materialit që heq termikisht. Procesi i mezo-përpunimit/mikropërpunimit me lazer femtosecond ka një vend të veçantë në prodhimin e mesoprodhimit sepse është më i pastër, i aftë për mikronë dhe nuk është specifik për materialin.

 

 

 

Mesoprodhimi duke përdorur Micro-EDM (përpunimi me elektro-shkarkim): Përpunimi me elektro-shkarkim heq materialin përmes një procesi të erozionit me shkëndijë. Makineritë tona mikro-EDM mund të prodhojnë veçori të vogla deri në 25 mikron. Për lavamanin dhe makinën mikro-EDM me tela, dy konsideratat kryesore për përcaktimin e madhësisë së veçorive janë madhësia e elektrodës dhe hendeku i tepërt. Po përdoren elektroda me diametër pak më shumë se 10 mikronë dhe mbingarkesa sa disa mikronë. Krijimi i një elektrode me një gjeometri komplekse për makinën EDM sinker kërkon njohuri. Të dy grafiti dhe bakri janë të njohura si materiale elektrodë. Një qasje për të fabrikuar një elektrodë të komplikuar EDM zhytëse për një pjesë mezoshkalle është përdorimi i procesit LIGA. Bakri, si material elektrodë, mund të vendoset në kallëpe LIGA. Elektroda e bakrit LIGA mund të montohet më pas në makinën EDM të sinkerit për të prodhuar mezoprodhimin e një pjese në një material të ndryshëm si çelik inox ose kovar.

 

 

 

Asnjë proces mezoprodhues nuk është i mjaftueshëm për të gjitha operacionet. Disa procese mezoshkallëzore janë më të gjera se të tjerët, por secili proces ka hapësirën e tij. Shumicën e kohës ne kërkojmë një shumëllojshmëri materialesh për të optimizuar performancën e komponentëve mekanikë dhe jemi të kënaqur me materialet tradicionale si çeliku inox sepse këto materiale kanë një histori të gjatë dhe janë karakterizuar shumë mirë ndër vite. Proceset e prodhimit meso na lejojnë të përdorim materiale tradicionale. Teknologjitë zbritëse të përpunimit në shkallë të mesme zgjerojnë bazën tonë materiale. Dhimbja mund të jetë një problem me disa kombinime materiale në prodhimin e mezo. Çdo proces i veçantë i përpunimit në shkallë të mesme ndikon në mënyrë unike në vrazhdësinë dhe morfologjinë e sipërfaqes. Mikrofrezimi dhe mikro-tornimi mund të krijojnë gërvishtje dhe grimca që mund të shkaktojnë probleme mekanike. Micro-EDM mund të lërë një shtresë të riformuar që mund të ketë karakteristika të veçanta konsumimi dhe fërkimi. Efektet e fërkimit ndërmjet pjesëve mezoshkallëzore mund të kenë pika të kufizuara kontakti dhe nuk modelohen me saktësi nga modelet e kontaktit sipërfaqësor. Disa teknologji të përpunimit mesoshkallë, të tilla si mikro-EDM, janë mjaft të pjekura, në krahasim me të tjerat, të tilla si meso-përpunimi me lazer femtosecond, të cilat ende kërkojnë zhvillim shtesë.