„Menší než malé“: EMO představí novinky ve špičkovém mikroobrábění

Ještě relativně nedávno byla řada úkolů v přesném strojírenství obtížně řešitelná, či dokonce prakticky neproveditelná, protože nebyly k dispozici potřebné správné nástroje. A i když byly, bariérou k úspěšnému dokončení byla často jejich velikost, která komplikovala realizaci. To by se však mělo změnit nástupem nových technik tzv. mikroobrábění. Tato moderní technologie umožňuje vytvářet součástky, proti nimž je jemná hodinářská práce téměř „hrubá fušeřina“.
V průběhu posledních několika let byla miniaturizace výrobků výraznou hnací silou technologické změny s významným dopadem na zpracovatelský průmysl. Také kritické makro-komponenty v automobilovém průmyslu, letectví, biomedicínské a spotřební elektronice stále více závisí na vyšší geometrické přesnosti výroby a stále větší uplatnění v průmyslové výrobě nacházejí také mikro-strukturované povrchy, které pomáhají uspokojit rostoucí potřebu zvýšení výkonu a spolehlivosti.
Tím vším a dalšími tématy se bude zabývat konference Integ-Micro Project, zaměřená na součást 7. rámcového programu EU s označením „Výrobní technologie a vybavení pro mikroobrábění“. Jeho cílem je vývoj nových, vysoce přesných výrobních technologií umožňujících výrobu komplexních mikrosoučástek, vestavěných systémů a miniaturizovaných produktů v mikro/meso měřítku – což označuje škálu v řádu od 10 do 10 000 mikronů.

Uplynuly tři roky a nové technologie vysoce přesného mikroobrábění urazily ve svém vývoji během uplynulých tří let opravdu dlouhou cestu. V rámci projektu byly vyvinuty nové hybridní, rekonfigurovatelné víceúkolové stroje, které nabízejí průlomová řešení a umožňují výrobu komplexních 3D mikrosoučástek z různých materiálů rychleji a s výrazně vyšší přesností. Jedním z klíčových témat konference je proto tzv. Multitasking micromachining - schopnost několika různých obráběcích operací na jedné pracovní konfiguraci. Integrace různých ultrapřesných technik v jediné pracovní konfiguraci je výsledek, od něhož lze očekávat např. zmenšení manipulační a výrobní plochy, vyšší ekologickou efektivnost a vyšší produktivitu. Navíc možnost různých výrobních technologií koncentrovaných v jednom stroji umožní důležitou synergie různých obráběcích metod.

Příklad mikroobrábění: MEMS
Jedním z oborů, kde se uplatňuje mikroobrábění je výroba mikroelektronických systémů (Micro Electro Mechanical Systems – MEMS). Tyto miniaturní součástky najdeme dnes v řadě výrobků hi-tech elektroniky, mobilních telefonech, GPS apod. Optické mikroelektronické systémy jsou používány zejména pro příjem, usměrňování, zesilování nebo zeslabování či odraz optických signálů určené vlnové délky. Používají se v přepínačích a optických modulech pro přenosovou vláknovou optiku.
Právě technologie MEMS dosažená pomocí mikroobrábění umožnila doslova zrevolucionizovat výrobu řady produktů, jako jsou např. akcelerometry, gyroskopy, snímače tlaku apod., které nahrazují MEMS technologie nabízející řadu výhod: nižší spotřeba energie, nižší hmotnost a menší velikost, vyšší výkon, nižší náklady a vyšší výkonnost a spolehlivost. Většina výrobních metod MEMS je odvozena od standardních IC technologií - obrábění částí, povrchové mikroobrábění či rentgenová litografie (LIGA - Roentgen LItography GAlvanic Abformung). V částečném mikroobrábění je 3D micro-mechanická struktura budována přímo do křemíkového krystalu selektivním odebíráním částí podkladu. Povrchové mikroobrábění je založeno na ukládání vrstev na podklad, a na následném vytváření mikromechanické konstrukce pomocí fotolithografické techniky. Rentgenová litografie používá kombinaci třech postupů: litografie, ukládání a lisování, což umožňuje použití materiálů odlišných od křemíku, jako jsou polymery a kovy, a získat konstrukce s velmi vysokým poměrem stran.

Ozubená kolečka s řetězem byla vytvořena pomocí nových výrobních technologií. Bílý pásek označuje měřítko: 500 mikrometrů, což dává představu o skutečné velikosti (resp. spíše miniaturnosti) objektů.

Mikrozrcadla, umožňující změnit trasu světla v optických systémech jsou dalším příkladem uplatnění MEMS technologie vytvořené pomocí mikroobrábění. /joe/
 

Publikováno: 18. 10. 2011 | Počet zobrazení: 3178 753