تبلیغات
مهندسی مکانیک - ریز ساختارها (بخش دوم)

ریز ساختارها (بخش دوم)

نویسنده :Mohamad Marandi
تاریخ:پنجشنبه 31 تیر 1389-12:00 ق.ظ

معرفی LIGA و فرایند های آن :

معرفی LIGA

فرآیندهای LIGA جزء مهمترین تكنولوژی ها در MST هستند كه در سال 1980 در آلمان پایه ریزی و آغاز شد.

LIGA از لغات آلمانی زیر برگرفته شده است.

LIthographie Galvanoformung Abformtechnik

ترجمه لغات به شرح زیر می باشد

=لیتو گرافی به عنوان مثال لیتوگرافی با اشعه ایكس LIthographie

Galvanoformung=(Electrodeposition Or electroforming)

پوشش دهی با استفاده از جریان الكتریكی و الكترواستاتیكی

Abformtechnik=(Molding,in particular,Plastic Molding)

قالب گیری . به صورت دقیق . قالب گیری یا تزریق لاستیك

 

فرآیندهای LIGA

ضمنا لغات تشكیل دهنده LIGA نشان دهنده مراحل انجام فرآیند نیز هستند.

1- لیتو گرافی به وسیله اشعه X

2- پوشش دهی الكترو استاتیكی

3-تزریق و قالب گیری پلاستیك

 

نحوه انجام كار در LIGA

 

در مرحله اول : یك لایه ضخیم از ماده حساس در برابر اشعه X روی زمینه قرار می گیرد.سپس اشعه X از میان یك ماسك با طرح مورد نظر به آن تابانده می شود.

ماده مورد استفاده در LIGA Polymethylmethacrylate با نام اختصاری PMMA است

 

در مرحله دوم : نواحی كه در معرض تابش اشعه X بوده اند بر اثر واكنش شیمیایی از بین می روند.

 

در مرحله سوم :نواحی كه ماده حساس در برابر اشعه X حذف شده اند توسط فلز نیكل به روش الكترواستاتیكی پر می شوند.

 

در مرحله چهارم :پوشش باقی مانده حذف شده و محصول به صورت یك قطعه سه بعدی فلزی به دست خواهد آمد. قطعه دست آمده را می توان  به عنوان قالب برای تزریق پلاستیك در Investment Molding و یا به عنوان یك قطعه در MST استفاده نمود.

 

مزایا و معایب LIGA

 

مزایا :

1-LIGA یك فرآیند پویاست.

2-برای قطعات با انواع تناسب ظاهری مناسب است

3-ساخت قطعات در ابعاد مختلف از رنج میكرون تا چند سانتیمتر امكان پذیر است

4-این فرآیندها تلرانس كمی داشته و قطعات با دقت ابعادی بالا تهیه می شوند.

 

معایب :

تنها مشكل موجود در LIGA گران بودن فرآیندهاست. بنابراین طرح تنها زمانی از نظر اقتصادی توجیه پذیر است كه تعداد قطعات تولیدی مورد نیاز بسیار زیاد باشد.

 

سایر روشهای موجود برای MicroFabrication

روشهای متداول و غیر متداول :

-براده برداری (ماشین كاری) نوری شیمیایی PCM

-اسپارك EDM (جهت ایجاد حفره و سوراخهایی به قطر حدود 0.3 میلیمتر

-استفاده از اشعه الكترونی (برای ایجاد سوراخهایی به قطر كمتر از 100 میكرون جهت قطعاتی كه سایر روش های ماشینكاری در آنها میسر نیست

-استفاده از اشعه لیزر (جهت ایجاد پروفایل و سوراخ با قطر حدود 10 میكرون

-روش UltraSonic (جهت مواد ترد و شكننده برای ایجاد حفره و سوراخ با قطر حدود 50 میكرون

-روش Wire-EDM  (جهت ایجاد شیارهای بسیار نازك)

 

سایر روشهای موجود برای MicroFabrication

روش های نمونه سازی سریع (RP) (با استفاده از كامپیوتر نمونه ها به سرعت طراحی و ساخته می شوند.)

-روش ElectroChemical Fabrication: (EAFB)  یكی از زیر مجموعه های RP است برای ایجاد لایه های فلزی با ضخامت 5 تا 10 میكرون با استفاده از الگوهای كامپیوتری تهیه شده .

روش MicroStereoLithography : (MSTL) مشابه روش StereoLithography است با این تفاوت كه از لحاظ ابعادی كاهش چشمگیری وجود دارد. در StereoLithography ضخامت لایه ها بین 75 تا 500 میكرون است در حالی كه در MicroStereoLithography ضخامت لایه ها بین 10 تا 20 میكرون است.  با توجه به اینكه در STL قطر لیزر حدود 250 میكرون است و در MSTL این قطر حدود 1 تا 2 میكرون است بنا براین می توان به لایه های نازك تری نیز دست پیدا كرد.

تفاوت دیگر این است كه در MSTL لزوما نباید از پلیمر حساس به نور استفاده شود. در موارد آزمایشگاهی و تحقیقاتی ریز ساختارهای سه بعدی با مواد فلزی و سرامیكی نیز بدست آمده است.

-روش های نمونه سازی سریع (RP) (با استفاده از كامپیوتر نمونه ها به سرعت طراحی و ساخته می شوند.)

-روش ElectroChemical Fabrication: (EAFB)  یكی از زیر مجموعه های RP است برای ایجاد لایه های فلزی با ضخامت 5 تا 10 میكرون با استفاده از الگوهای كامپیوتری تهیه شده .

روش MicroStereoLithography : (MSTL) مشابه روش StereoLithography است با این تفاوت كه از لحاظ ابعادی كاهش چشمگیری وجود دارد. در StereoLithography ضخامت لایه ها بین 75 تا 500 میكرون است در حالی كه در MicroStereoLithography ضخامت لایه ها بین 10 تا 20 میكرون است.  با توجه به اینكه در STL قطر لیزر حدود 250 میكرون است و در MSTL این قطر حدود 1 تا 2 میكرون است بنا براین می توان به لایه های نازك تری نیز دست پیدا كرد.

تفاوت دیگر این است كه در MSTL لزوما نباید از پلیمر حساس به نور استفاده شود. در موارد آزمایشگاهی و تحقیقاتی ریز ساختارهای سه بعدی با مواد فلزی و سرامیكی نیز بدست آمده است.

روش Photo Fabrication : حذف قسمتی از مواد مورد نظر به وسیله تاباندن نور (مثل اشعه ماوراء بنفش) و سپس استفاده از حلال هایی مانند اسید هیدروفلوریك (این اسید قابلیت حل كردن شیشه حساس به نور را كه به آن اشعه ماوراء بنفش تابیده شده است را بین 15 تا 30 برابر از همان شیشه در حالی كه به آن اشعه تابیده نشده است حل میكند. در این روش نیاز به ماننده پوشاننده برای جلوگیری از خوردگی وجود ندارد چون تفاوت میان نواحی اشعه خورده و نخورده عامل تنظیم خوردگی خواهند بود.

روش ماشینكاری فوق دقیق

در این روش با استفاده از یك بلور الماس ابزار ساخته می شود و سیستم كنترل ابزار هم دارای دقت 0.01 میكرون است.تصویر زیر یك ابزار برشی مجهز به یك كریستال الماس را نشان می دهد كه در حال براده برداری از فویل آلومینیومی به ضخامت 100 میكرون است.عمق شیار ایجاد شده 70 و عرض آن 85 میكرون است.

 

 

معرفی IC

همانگونه كه در مقدمه نیز اشاره شد ابتدایی ترین كاربرد قطعات مینیاتوری

در ساخت مدارهای مجتمع می باشد. (Integrated Circuits)

ولی IC به لحاظ فنی در برخی قسمت های صنعتی قابلیت كاربرد را ندارد.

بنابراین فرآیند Micro Fabrication جهت تولید سیستم های مینیاتوری با نام اختصاری MST بوجود آمد.

 عمده ترین تفاوت ها و شباهت های IC & MST به ترتیب زیر است:

 

تفاوت های و شباهت های میان MSTو IC

فرآیندهای تولید IC(Integrated Circuits) به نوعی شبیه به فرآیندهای تولید در MST هستند ولی با چند تفاوت :

روش تولید IC یكی از ابتدایی ترین روش هاست كه در سال 1970 آغاز شد.

در روش IC نسبت ارتفاع به عرض محصولات تقریبا برابر یك است. ولی در MST این نسبت گاها به دلیل نیاز به قطعات 3 بعدی پیچیده تا 400 برابر نیز خواهد بود. از این رو قطعات و تجهیزات ساخته شده در MST معمولا بزرگتر هستند.

در MST به كرات نیاز به فضاهای خالی ، ستون ، پل و سایر شكلهای هندسی به خاطر تنوع محصولات وجود دارد ولی در IC اینگونه نیست.

MST , IC هر دو تقریبا در یك رنج اندازه برای قطعات كار می كنند و ماده پایه نیز در هر دو سیلیكون است




داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
What do eccentric heel drops do?
دوشنبه 27 شهریور 1396 12:24 ق.ظ
Very good info. Lucky me I found your website by accident (stumbleupon).
I have bookmarked it for later!
Foot Issues
شنبه 14 مرداد 1396 06:03 ب.ظ
Undeniably believe that which you stated. Your favorite justification appeared to be on the web the easiest thing to be aware of.
I say to you, I definitely get annoyed while people consider worries that they plainly do not know about.
You managed to hit the nail upon the top as well as defined out the
whole thing without having side-effects , people can take
a signal. Will probably be back to get more. Thanks
Chelsey
سه شنبه 10 مرداد 1396 08:49 ب.ظ
Nice post. I was checking continuously this blog and I'm impressed!
Extremely useful information particularly the ultimate section :
) I deal with such info much. I was looking for this certain info for a long time.
Thanks and good luck.
What causes burning pain in Achilles tendon?
شنبه 7 مرداد 1396 09:53 ب.ظ
Hello, I enjoy reading all of your article post. I like to write a little comment to support
you.
Jack
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 07:48 ق.ظ
Appreciate this post. Let me try it out.
manicure
چهارشنبه 23 فروردین 1396 07:43 ب.ظ
Hi, this weekend is nice in favor of me, since this point
in time i am reading this great educational
article here at my home.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر