Kugadzira Simbi muMicro Manufacturing
Micromanufacturing inzvimbo yakatarisana nekugadzirwa kwezvinhu zvidiki zvikuru—kubva pamakumi ema micrometer kusvika pamamirimita mashoma—nekunyatsorongeka uye kushivirira kwakasimba. Zvinhu zvakaita sema microgears, micro-nozzles, micro-mold inserts, zvikamu zvidiki mumidziyo yekurapa, uye microstructures mumasensa nema actuator mienzaniso yezvigadzirwa zvinobva mu micromanufacturing. Seri kwekubudirira kwemaitiro aya, metallurgy inoita basa rakakosha nekuti maitiro esimbi pa microscale haasi nguva dzose akafanana nepa macroscale. Hunhu hwemakanika, microstructure, uye mhinduro yezvinhu pakugadzira nekugadzira zvinogona kuchinja zvakanyanya sezvo saizi yechinhu chakagadziriswa ichidzikira. Naizvozvo, kunzwisisa metallurgy ndiyo hwaro hukuru hwekuona kuti mhando, kuvimbika, uye kushanda zvakanaka kwekugadzira.
Basa reMicrostructure paMicro Scale
Mukugadzira simbi, chimiro chidiki chinoreva saizi yetsanga, kugoverwa kwechikamu, kunaya kwemvura, uye zvikanganiso zvekristaro zvinoonekwa pasi pekutarisa kudiki diki. Mukugadzirwa kwemazuva ano, saizi dzezvikamu zvinowanzo kuve dzakakura kupfuura saizi yetsanga yezvinhu, saka mhedzisiro yekusiyana kwetsanga inowanzo "kuverengerwa kunze." Zvisinei, mukugadzira diki diki, saizi dzezvinhu zvakagadzirwa nemuchina dzinogona kuenzaniswa nehukuru hwetsanga. Izvi zvinoguma nechiitiko chinowanzonzi mhedzisiro yehukuru, apo hunhu hwezvinhu hunokanganiswa zvakanyanya nehuwandu hwehukuru hwechinhu nehukuru hwetsanga.
Semuenzaniso, mukuita kwe micro-milling kana micro-turn, ukobvu hwechip hunogona kusvika pahukuru hwe grain. Izvi zvinoguma nekushanduka kwepurasitiki kwakasiyana-siyana; grain imwe inogona kunge yakapfava kana yakaoma zvichienderana nekwairi crystal. Nekuda kweizvozvo, masimba ekucheka anova asina kugadzikana, uye pamusoro pemuchina unogona kuratidza kusiyana kukuru kwekukombama. Metallurgy inobatsira kusarudza zvinhu zvine saizi dzakapfava, dzakafanana dze grain kuti micro-machine ishande zvakanaka.
Hunhu hweMichina uye Kugara kwenguva refu kweZvikamu Zvidiki
Zvikamu zvidiki zvinowanzo shanda mumamiriro ezvinhu akaomarara: kumanikidzwa kwakanyanya muma micro-nozzles, kukweshana muma microgear, kana ngura dzemidziyo yekurapa. Padanho diki, kutadza kwezvikamu kunogona kuitika nekuda kwekuneta kutsemuka, kupera, kana ngura yakatsemuka. Metallurgy inoita basa mukugadzira alloy compositions uye kupisa kuti pave nekusanganiswa kwakakodzera kwesimba, ductility, uye kusakara.
Simbi dzisina ngura dzeAustenitic, titanium alloys, nickel superalloys, uye kunyange copper-based alloys zvinowanzo shandiswa zvichienderana nekudiwa. Semuenzaniso, titanium inozivikanwa mumidziyo yekurapa nekuda kwekubatana kwayo nezvinhu zvipenyu uye kuramba kwayo ngura. Zvisinei, titanium inozivikanwa se "gummy," kana kuti inonamatira nyore nyore pamudziyo panguva yekugadzira, zvichiita kuti kudzora kwezvimiro, kusarudza zvishandiso, uye ma process parameters zvive zvakakosha. Apa ndipo panoshanda metallurgy uye magadzirirwo ekugadzira: metallurgy inopa kutonga pamusoro pezvinhu zvezvinhu, nepo matekiniki ekugadzira achichinja zvinhu kuita mafomu anoshanda.
Kurapa Kupisa uye Kugadzikana Kwemativi
Mishonga yekupisa yakaita se annealing, quenching, tempering, kana kukwegura inoshandiswa kudzora kuomarara uye simba. Mukugadzira zvinhu zvidiki, mishonga yekupisa inofanira kufunga nezvekugadzikana kwezvikamu nekuti kunyangwe shanduko diki dzinogona kukonzera kuti zvikamu zvisakwanise kushivirira. Kukanganiswa nekuda kwekudzima, semuenzaniso, kunogona kukonzera shanduko huru dzezvikamu kana chikamu chacho chiri chitete zvakanyanya kana kuti chine geometry isina kusimba.
Metallurgy inopa nzira dzekuderedza njodzi iyi, semuenzaniso nekusarudza nzira dzakapfava dzekurapa kupisa dzakadai sekurapa kupisa kwevacuum, kushandisa nzira inotonhorera inodzorwa, kana kushandisa nzira yekurerutsira kushushikana usati wapedza. Uyezve, ruzivo rwekuchinja kwechikamu (semuenzaniso, austenite kuenda kumartensite musimbi) rwakakosha pakufanotaura shanduko dzehuwandu uye kushushikana kwasara.
Kugadzira Zvishandiso zveUpfu uye Kugadzira Zvidiki
Kugadzira simbi dzeupfu kunovhura mikana yakakura mukugadzira zvinhu zvidiki nekuti kunoita kuti pave nemaumbirwo akaomarara asinganyanyi kutambisa zvinhu. Matekiniki akadai sekugadzira majekiseni eupfu hudiki (micro-PIM) anogona kugadzira zvinhu zvidiki zvakawanda, zvichiita kuti zvikwanise kushandiswa mumaindasitiri emagetsi, emotokari, uye emidziyo yekurapa. Kubudirira kwemaitiro aya kunoenderana zvakanyanya nehunhu hweupfu: saizi yezvikamu, kupararira kwehukuru, chimiro chezvikamu, uye kuchena.
Munguva yekusviba, kupararira kwemaatomu kunoita kuti zvidimbu zvibatane, zvichideredza kuvhurika kwechinhu uye kuwedzera simba. Zvisinei, kusviba kunokonzerawo kupwanyika, izvo zvinofanirwa kufanotaurwa nemazvo kuti zvisvike pachiyero chekupedzisira chakafanana. Metallurgy inoita basa rekugadzirisa kusviba kwechinhu, kusarudza binder, uye nzira dzekubvisa kupwanyika kwechinhu kudzivirira kupwanyika kana kupwanyika kwechinhu.
Uyezve, maitiro ekugadzira mapurasitiki madiki-diki—kuumbwa kwepurasitiki pa microscale—anokanganiswawo zvakanyanya nesimbi. Zvinhu zvine saizi yakakura kwazvo zvinogona kukonzera kuyerera kwepurasitiki kusina kuenzana, zvichikonzera maumbirwo ekupedzisira asina kunyatsojeka. Nekugadzira saizi yezviyo kuburikidza nemaitiro e thermomechanical, zvinhu zvinogona kuitwa kuti zvive zvakakodzera kune micro-stamping kana micro-extrusion.
Matambudziko eMicromachining uye Kudyidzana kweZvinhu neZvishandiso
Mukugadzira michina midiki, chidimbu chemucheto wechishandiso chinowanzoenderana nehukobvu hwechip. Nekuda kweizvozvo, maitiro ekucheka anogona kuchinja kubva pakucheka kuenda pakurima, izvo zvinowedzera kupisa, zvinokurumidzisa kupera kwechishandiso, uye zvinoderedza kunaka kwenzvimbo yacho. Metallurgy inoita basa rekunzwisisa kuti kuomarara kwezvinhu, kuoma kwebasa, uye kupisa zvinokanganisa sei chiitiko ichi.
Semuenzaniso, ma alloys anooma nyore nyore anogona kuomarara pamusoro pechinhu panguva yekucheka, zvichikonzera kuwedzera kwesimba rekucheka uye kukurumidza kuomesa maturusi. Mhinduro dzingasanganisira kugadzirisa kupisa, kushandisa zvimwe zvinhu, kana kuisa chifukidziro chakakodzera chezvishandiso zvakaita seTiAlN kana DLC, zvichienderana nepeya yezvinhu zviri kugadziriswa.
Unyanzvi hwepamusoro: Kuputira uye Kugadziriswa kweZvivako Zvidiki
Zvinhu zvidiki zvinowanzoda kupfekwa zvakanyanya uye kuramba ngura. Imwe nzira inowanzo shandiswa ndeyekugadzira pamusoro pechinhu kuburikidza nekuputira zvidimbu zvitete kana kurapwa pamusoro pechinhu senge nitriding, carburizing, PVD/CVD coating, uye anodizing. Pa microscale, ukobvu hwechikamu hunofanira kudzorwa zvakasimba nekuti zvikamu zvakakora zvakanyanya zvinogona kushandura saizi yechinhu uye kukanganisa mashandiro echikamu.
Kugadzira simbi kunobatsira kusarudza chinhu chepasi chinoenderana uye musanganiswa wejira rekuputira maererano nekunamatira, kuwedzera kwekushisa, uye mukana wekutsemuka nekuda kwekumanikidzwa kwasara. Semuenzaniso, jira rakasimba rinogona kuvandudza kusakara kwema microgears, asi kana rakanyanya kuputsika, rinogona kutsemuka kana chikamu chacho chikaiswa mutoro unotenderera.
Kudzora Hunhu hweMetallurgical: Kubva paMicroscope kusvika kuMetrology
Kugadzira zvinhu mu micromanufacturing kunoda kudzora kwakasimba kwemhando, kwete chete pahukuru asiwo pa microstructure nezvikanganiso zvemukati. Matekiniki esimbi akadai se metallography, SEM (scanning electron microscopy), EDS yekuongorora compositional, uye XRD yekuziva phase anobatsira zvikuru pakuongorora matambudziko ekugadzira. Zvikanganiso zvakaita se porosity, inclusions, kana compositional separation izvo zvingave zvisina kukosha muzvikamu zvikuru zvinogona kukonzera kutadza kukuru mu microcomponents.
Pamusoro pezvo, kuyedzwa kwemichina midiki, senge nanoindentation, kunoshandiswa kuona kuoma kwenzvimbo, kuongorora mhedzisiro yekupisa, uye kuongorora kufanana kwezvinhu munzvimbo diki. Ruzivo urwu runobatsira mainjiniya kusarudza ma process parameter akakodzera uye kudzivirira kusiyana kwemhando.
Penutup
Kugadzira simbi mukugadzira zvinhu zvidiki hakusi kungoshandisa simbi chete; ndiyo hwaro hwekuona kuti zvinhu zvinogona kugadzirwa, kuchekwa, kupiswa, uye kushandiswa nehukuru hudiki zvakanyanya. Magadzirirwo esimbi, saizi yezviyo, shanduko yechikamu, kurapwa kwekupisa, uye hunyanzvi hwepamusoro zvese zvinokanganisa zvakananga kurongeka uye kushanda kwezvikamu zvidiki. Sezvo maindasitiri emidziyo yekurapa, emagetsi, e sensor, uye tekinoroji yesimba achikura, kudiwa kwezvikamu zvidiki zvinoshanda zvakanyanya kunongowedzera. Nokudaro, kubatanidzwa kwetekinoroji yesimbi uye yekugadzira zvinhu zvidiki kwakakosha pakugadzira zvigadzirwa zvakarurama, zvakasimba, zvinogara kwenguva refu, uye zvinoenderana mukugadzirwa kwezvinhu zvakawanda.
Kana muchida, ndinogona kugadzirisa chinyorwa ichi kuti chive chedzidzo yepamusoro (nemashoko akanyorwa uye bhuku remabhuku), kana kuti chive chakakurumbira kumablog/magazini eindasitiri, uye kuwedzera zvidzidzo zvakaita se micro-PIM pasimbi isina ngura kana micro-milling pa titanium.
