Abstract
There is a growing demand for industrial products not only with increased number of functions but also of reduced dimensions. Micromachining is the most basic technology for the production of such miniaturized parts and components. Since miniaturization of industrial products had been the trend of technological development, micromachining is expected to play increasingly important roles in today's manufacturing technology. Micromachining based on lithography has many disadvantages unlike tool-based micromachining technology such as micro-turning, grinding, EDM and ECM have many advantages in productivity, efficiency, flexibility and cost effectiveness. However, difficulties, as the machining unit reduced, are yet to be solved to utilize the tool-based machining technology for micromachining
In this paper, recent achievements in some important areas of tool-based micromachining are introduced. Electrolytic in-process dressing (ELID) grinding and ultraprecision machining using single point diamond tool are two most widely applied techniques to produce nanosurface finish on hard and brittle materials. Recently these techniques are also being applied for nanosurface generation on silicon wafers and it is hoped that this process will be able to replace the current technique, chemical mechanical polishing (CMP) process
Micro-electro-discharge machining (micro-EDM) and micro-turning technology are widely used to produce miniaturized parts and features. Usually hybrid machining is carried out to fabricate microcomponents with high precision. Usually multi-purpose miniature machine tools are used to produce such components. Recent achievements on the development of such machines are also discussed in this paper
چکیده
تقاضای رو به رشدی برای محصولات صنعتی وجود دارد که نه تنها تعداد عملکردها را افزایش داده است بلکه کاهش ابعادی آنها را نیز به دنبال دارد. میکرو ماشینکاری اساسی‌ترین و پایه‌یی‌ترین تکنولوژی موجود برای تولید قطعات و عناصر کوچک شده می‌باشد. بدلیل اینکه کوچک سازی و ریزسازی محصولات صنعتی تمایل به پیشرفت تکنیکی دارد. از این‌رو انتظار می‌رود که میکرو ماشینکاری نقش مهمی را در تکنولوژی ساخت و تولید امروزی ایفا نماید. میکرو ماشینکاری که اساس آن بر پایه لیتوگرافی می‌باشد دارای معایب بسیاری نیز می‌باشد در صورتی که بر عکس آن، تکنولوژی میکرو پرداخت کاری مانند میکرو تراشکاری، سنگ زنی، EDM، ECM که اساس و پایه‌ی آنها بر ابزار می‌باشد دارای مزایای بسیاری در بهره‌وری، کارایی، انعطاف پذیری و هزینه‌ی رضایت بخش می‌باشند. با این حال تا زمانیکه مشکلات واحد ماشینکاری کاهش یابد، برای استفاده کردن و بهره بردن از تکنولوژی ماشینکاری مبتنی بر ابزار پایه برای میکرو پرداخت کاری، مشکلاتی وجود دارد که باید حل شوند.
در این مقاله، دستاوردهای اخیری که در تعدادی از حوزه‌های مهم میکروماشینکاری مبتنی ابزار بدست آمده است را معرفی می‌نماییم. دو تا از گسترده‌ترین تکنیک‌ها که برای تولید پرداخت نانو سطحی مواد سخت و شکننده استفاده می‌شوند عبارتند از: سنگ زنی درسینگ در جریان الکترولیتی (ELID) و ماشینکاری فوق دقیق که در آن از ابزار الماسه‌ای تک نقطه استفاده می‌شود. اخیراً نیز از این تکنیک‌ها برای تولید نانو سطحی بر روی ویفرهای سیلیکون استفاده شده است و امید می‌رود که این فرآیند جایگزین تکنیک حال حاضر که همان فرآیند پولیشینگ شیمیایی و مکانیکی می‌باشد، شود.
از میکرو ماشینکاری تخلیه‌ی الکتریکی (Micro-EDM) و نیز میکرو تراشکاری، به طور گسترده برای تولید قطعات و شکل‌های ریز استفاده می‌شود. از ماشینکاری هیبریدی نیز معمولاً برای تولید میکرو عناصر و قطعاتی که دارای دقت بالایی هستند استفاده می‌شود. و معمولاً از ماشین ابزارهای کوچک (ریز) چند منظوره نیز برای تولید این گونه عناصر و قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در این مقاله دستاوردهای اخیری که بر روی توسعه‌ی این نوع از ماشین‌ها انجام گرفته است، مورد بحث قرار می‌گیرد.
1-مقدمه
بدلیل پیشرفت‌های اخیری که در سیستم‌های میکرو الکتریکی مکانیکی صورت گرفته است، محبوبیت میکرو ماشینکاری روز به روز در حال افزایش می‌باشد. مطالعات بسیار زیادی برای تولید میکرو ساختارها و قطعات کاربردی صورت پذیرفته است. یکی از فرآیندهای کلیدی برای تولید میکرو ساختارها عبارتست از: تکنولوژی میکرو ماشینکاری که در آن از فوتو لیتوگرافی بر روی زیر لایه‌ی سیلیکون استفاده شده است. با این حال به دلیل ساختار شبه سه بعدی آن، نسبت ظاهر و محدودیت مواد کاری آن، این روش دارای محدودیت‌هایی نیز می‌باشد. لیتوگرافی X-ray عمیق که از پرتو تابش همزمان (فرآیند LIGA) و فرآیند ماشینکاری پرتو یون متمرکز استفاده می‌کند می‌تواند میکرو ساختارهای زیر میکرون سه بعدی با نسبت ظاهری بالایی را تولید کند که دارای دقت ظاهری بسیار بالایی می‌باشند. اما این فرآیندها نیازمند تجهیزات ویژه‌ای می‌باشند و ضخامت قابل حصول ماکزیمم نیز تقریباً کوچک می‌باشد...