ТЕРМИЧЕСКАЯ МИКРООБРАБОТКА

Этот процесс микрообработки при которомматериал удаляется с поверхности заготовки путем абляции (испарения или плавления). Примеры методов термической микрообработки рассмотрены ниже:

1. МИКРОЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА

Микроэлектроэрозионная обработка - это термический процесс микросверления. Он расплавляет и испаряет материал заготовки посредством контролируемой искры между анодом заготовки и катодом инструмента. Для осуществления этого процесса заготовка погружается в диэлектрическую среду, такую как воздух, керосин или деионизированная вода, при этом заготовка и инструмент разделяются небольшим разрядным промежутком от 1 до 5 мкм.

Микроэлектроэрозионная обработка может использоваться для изготовления элементов на мягких, твердых и высокопрочных материалах. Однако она может использоваться только для обработки электропроводящих материалов. По сравнению с традиционными электроэрозионными станками, микроэлектроэрозионные станки использует меньший ток (до 5 ампер, в то время как электроэрозионная обработка использует не менее 10 ампер) и напряжение (20-180 В по сравнению с 40-400 В), а также меньший разрядный промежуток (1-5 мкм по сравнению с 10-125 мкм). Таким образом, микроэлектроэрозионная обработка способствует снижению затрат. Этот процесс используется для создания микропинцетов, применяемых в нейрохирургии, сопел для струйных принтеров, прецизионных штампов и многого другого.

2. ОБРАБОТКА МИКРОЛАЗЕРНЫМ ЛУЧОМ

Этот метод концентрирует/фокусирует высокоэнергетический лазерный луч на заготовке, которая поглощает энергию и нагревается. Это тепло затем плавит и испаряет материал, удаляя его с поверхности заготовки. При обработке микролазерным лучом используется луч более высокого качества чем в обычных лазерных станках, и достигается более качественная обработка поверхности. Этот процесс микрообработки используется для подготовки кремниевых пластин, микротекстурирования алмазных пленок и жестких дисков, а также для сверления микроотверстий в полимерах для корпусов микросхем и печатных плат.

3. МИКРОЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ОБРАБОТКА

В этом процессе используется сфокусированный пучок высокоскоростных электронов для термического перемещения материалов путем плавления и испарения.

 Схематическое изображение толщины недеформированной стружки.

МИКРООБРАБОТКА ПО СРАВНЕНИЮ С ОБЫЧНОЙ ОБРАБОТКОЙ ИЛИ МАКРООБРАБОТКОЙ

Миниатюрный масштаб инструментов, используемых при микрообработке, порождает определенные проблемы. Одной из основных проблем является возможность поломки инструмента. Это особенно распространено в процессах микрообработки на основе контактных инструментов, которые требуют приложения определенного усилия со стороны микрометровых инструментов к заготовкам. Другие технически ограничивающие факторы включают целостность поверхности, сложность формы и обрабатываемость. Однако существуют различные типы процессов микрообработки. Некоторые из них предназначены для удаления материала без контакта инструмента с заготовкой. Другие могут комбинироваться для достижения заданной чистоты обработки чрезвычайно твердых материалов - это привело к появлению гибридной обработки.

Тем не менее, микрообработка предлагает множество преимуществ по сравнению с обычной обработкой. Например, термические методы микрообработки потребляют меньше энергии, поскольку для работы станков требуется меньшее напряжение и ток, чем для работы обычных систем обработки. Кроме того, при микрообработке достигается высокая точность и прецизионность. Таким образом, она предвещает новую эру точного производства. При микрообработке также достигается лучшая чистота поверхности, хотя в некоторых случаях это зависит от использования чрезвычайно высоких скоростей вращения шпинделя.

Этот процесс также стимулирует инновации, побуждая производителей разрабатывать более дешевые миниатюрные станки, занимающие меньше места. Несмотря на малую площадь, эти станки по-прежнему обеспечивают необходимое качество, точность и прецизионность, хотя и обладают дополнительными преимуществами. Например, они более доступны по цене, потребляют меньше энергии, портативны и т.д. Давайте рассмотрим различные процессы микрообработки.