книги / Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач
..pdfМатериалы, методы и технология изготовления зубчатых колес из пластмасс 341
на основе полимеров со сверхвысокой молекулярной массой и высоконаполненные мате риалы, перерабатывать которые традиционными методами, например литьем под давле нием, невозможно. При этом прочностные свойства деталей можно повысить за счет соз дания в материале структурной анизотропии, соответствующей условиям нагружения [54, 57-60].
При изготовлении зубчатых колес формование ступицы происходит посредством осадки материала, а зубьев — путем последующего выдавливания. В результате в зубьях возникает текстура, которая приводит к их упрочнению в направлениях, совпадающих с направлениями действующих нагрузок. Так, зубчатые колеса, изготовленные методом Ф ТФ из ненаполпенного полиоксимстилеиа Hostafom С 9021 и армированного сополи мера Hostaforni С 9021 G V 1/30, включающего 26 % масс, коротких стекловолокон диамет ром 15 мкм средней длиной 250 мкм, по сравнению с литыми обладают более высокой ра ботоспособностью, их можно эксплуатировать при более высокой температуре [61].
Процесс формирования изделия может осуществляться как при комнатной темпера туре (холодная штамповка), так и с нагревом. Метод холодной штамповки прост, не тре бует нагрева и поддержания температуры заготовки и оснастки, производительность его в 6-12 раз выше, чем метода литья под давлением. Однако распространения он не получил из-за необходимости учета упругого восстановления материала после извлечения изделия из формы, которое может составлять до 6%, а также недостаточной формоустойчивости изделий при нагреве. При холодной штамповке затруднен процесс формирования острых углов и кромок, требуется значительное удельное давление, а, следовательно, и более мощное прессовое оборудование. Кроме того, при холодной штамповке отмечены нерав номерность деформации, образование зон с различной степенью упорядоченности струк туры. Поэтому использование ее ограничивается переработкой небольшого круга листо вых термопластичных материалов толщиной до 1 мм [62-64].
Изучение температурно-временных и силовых параметров при ФТФ с нагревом по казало, что сопротивление деформированию зависит от температуры, скорости деформи рования и степени деформации. При постоянной скорости деформирования с увеличени ем деформации сопротивление деформированию возрастает, что связано с процессами уп рочнения материала. Влияние скорости деформирования особенно заметно при высоких температурах формования. Если при комнатной температуре зависимость сопротивления деформированию от скорости мало отличается от линейной, то с повышением Т она при обретает 5-образный характер, отражая взаимодействие конкурирующих процессов ориентационного упрочнения и разупрочнения под действием тепловых эффектов. При скорости деформирования выше некоторого критического значения (е > 10й с"1для по лиэтилена высокой плотности) сопротивление деформированию возрастает тем значи тельнее, чем больше деформация.
Наиболее приемлемым является формование с нагревом заготовки до температуры на 10-30° ниже температуры плавления (для кристаллических полимеров) или до тем пературы, не превышающей температуру стеклования (для аморфных полимеров). При этом установлено, что для завершения процесса релаксации напряжений, а значит, и для повышения точности отформованное изделие необходимо выдержать под давлением. Для различных материалов время выдержки под давлением колеблется от единиц до де сятков секунд. Так, для штампованных шестерен из высокомолекулярного полиэтилена выдержка составляет менее 1 мин, а величина усадки — около 0,2 % [54].
Объединив операции получения заготовки и формования изделия в едином техноло гическом процессе, можно избежать производственно-технологических трудностей, свя занных с необходимостью промежуточного хранения заготовок н последующих энергети ческих затрат для их нагрева под штамповку. Технологически это достигается благодаря
342 |
Г л а в а 8 |
тому, что процессы литья под давлением заготовки и объемной штамповки изделия вы полняются в одной и той же форме со сменной матрицей: сначала отливают заготовку, за тем после охлаждения при заданном температурно-временном режиме из нее прессуют изделие [65, 66].
Описание конструкций форм для формования в твердом состоянии приведено в рабо тах [4, 66, 67].
Литература
1.Krause W. Plastzahnradcr. Berlin, 1985.
2.Kolouch J. Strojni soiniasti z plastu. Praha, 1981.
3.Oberbach K. Kunststoff-Kcnnwcrtc fur Konstruktcurc. Munchcn-Wicn: Carle Hanscr Verlag. 1975.
4.Пластмассовые зубчатые колеса в передачах точного приборостроения / Старжинский В. Е., Крау зе В., Гаврилова О. В. и др. Ми: Навука i тэхшка, 1993.
5.Ельяшсвич А. М. / / Энциклопедия полимеров. М., 1974. Т. 2. С. 230-241.
6.A Computerized Tribology Information System. Technical Manual, National Institute of Standards and Tribology. 1989.
7.Ahari M„ Kai S., Smith G. F. / Pap. Conf. Polymer. Prop. CAD/CAM. London, 1989 / / Plast. and Rubber Process and Appl. 1990. Vol. 4, N 3. P. 159-163.
8.Das Informatiossystcm fur Wcrkstoffc und okonomischcn Matcrialcinsatz — Instrument zur Verbesserung dcr Matcrialokonomie, Nutzcninformation. Dresden, 1978.
9.Knaucr B. Fortschrittc auf dem Gcbict dcr Konstruktionsplaste. Berlin, 1982.
10.Dean C., Turner S. / Pap. Conf. Polym. Prop. CAD/CAM. London, 1989 / / Plast. and Rubber Process and Appl. 1990. Vol. 14, N 3. P. 137-144.
11.Hoffmann L, Ehrcnstcin G. W. / / Plastvcrarbcitcr. 1991. Bd 42, N 6. S. 6,18-19,22-23.
12.Sarabi B. / / Kunststoffc. 1991. Bd. 81, N 5. S. 440-445.
13.Захаров С. M. / / Трение и износ. 1990. T. 11, № 4. C. 750-751.
14.Гамуля Г. Д., КоптеваТ. А., Пастухов Ю. В.//Трение и износ. 1991. Т. 12, № 1. С. 154-162.
15.Великанова А. М., Горбунов В. В., Кирпичснко 10. Е. / / Трение и износ. 1990. T. 11, № 6. С. 629-634.
16.Докучаев Е. Н., Лаптева В. Г., Троицкая И. А., Каплипа В. Ф. / / Трение и износ. 1987. Т. 8, № 4.
С.629-634.
17.Кушслсв В. В. / / Технология судостроения. 1990. № 10. С. 56-59.
18.Каменев Е. И., Мясников Г. Д., Платонов М. П. Применение пластических масс: Справочник. Л., 1985.
19.Филатов В. И., Корсаков В. Д. Технологическая подготовка процессов формования изделий из пластмасс. Л.: Политехника, 1991.
20.Гото Хидео / / Пурасутикку сэйкэй гидзюцу. 1988. Т. 5. С. 34-40 / Пер. с ян. № 11286. Дальнево сточное региональное отделение торгово-промышленной палаты СССР. 1991.
21.Greiner Н. Plastwcrkstoff in dcr Fcingcratctcchnik. Berlin, 1973.
22.Бслчсв Б., Арпаудов К., Козлова А. Зъбни прсдавки с пластмасови колола. София, Държавно издателство «Техника», 1985.
23.Plastics Design Guide, Corporatepractice (C-P 5-2300-007), IBM Corporation, Armonk, New York, 1980.
24.Брагинский В. А. Точное литье изделий из термопластов. Л.: Химия, 1977.
25.Ncuhausl Е. / / Plastu a kaueuk. 1976. Т. 13, N 2. S. 33-36.
26.Масудзава Е. / / Коге дзайрс. 1969. Т. 17, № 1. Р. 73-77.
27.Такапаси С. / / Кикай сэккэй. 1968. Т.12, № 12. С. 48-56.
28.Ямагути С. / / Госэй дзюси. 1979. Т. 16. С. 633-639.
29.Design and Production of Gears in Acetal Copolymer, Cclancse Plastics Co., Newark, 1969.
30.Йошики Масудзава / / Пурасутикку сэйкэй гидзюцу. 1988. Т. 5. № 5. С. 46-52 / Пер. с ян. № 11287. Дальневосточное региональное отделение торгово-промышленной палаты СССР. 1991.
31.Кудинов А. Т., Старжинский В. Е., Гуревич М. Л. идр .// Пластические массы. 1990. № 3. С. 61-64.
32.Старжинский В. Е., Осипенко С. А., Кудинов А. Т„ Шалобасн Е. В. / / Вестник машиностроения. 1997, №8. С. 11-14.
Материалы, методы и технология изготовления зубчатых колес из пластмасс 343
33.Барвинский И. А., Барвмнская И. Е. Компьютерные технологии Moldflow для литья пластмасс. Препринт. 18.05.1999.12 с.
34.Губим Л. В., Ивапсц Г., Хамей Н. И. / / САПР и графика. 2000. № 11. С. 37-40.
35.ЕОС Normalien. Standard Mould Making Components. Ludcnschcid. G., 1998.
3G. EOC Normalicn/THERMOPLAY. Каталог горячекапальнмх нормализованных элементов пресс-форм. 1998.
37.Унифицированные элементы пресс-форм. «АБ Универсал*. 2000.
38.Макан Масакадзу / / Пурасутикку сэйкэи гидзюцу. 1988. Т. 5, № 5. С. 23-33. / Пер. с яи. № 11285. Дальневосточное региональное отделение торгово-промышленной палаты СССР. 1991.
39.Пантелеев А. П., Шевцов 10. М., Горячева И. А. Справочник но проектированиюоснастки для пере работки пластмасс. М.: Машиностроение, 1986.
40.Дубов К. X., Шнейдерман М. А., Гречушкин Г. И. идр. Технологическая оснастка для переработки термопластов. Отраслевой каталог. М.: ЦНИИТЭстроймаш. 1983.
41.Литьевая форма для изготовления полимерных изделий: А. с. 1281432 СССР; В 29 С 45/26.
42.Литьевая форма для изготовления полимерных изделий (се варианты): А. с. 1256980 СССР:
В19 С 45/26.
43.Ротрекс Б., Дитрих 3„ Тамхина И. Нанесение металлических покрытий на пластмассы. М., 1958.
44.Мнкалаускайтс А. П., Молчапский А. М., Пилите С. С. / / Разработка мер защиты от коррозии: Тез. докл. иаучп.-техп. коиф. Вын. 2. Секция 4-5. М., 1971. С. 162-164.
45.Горбунова К. М., Никифорова А. А. Физико-химические основы, процессы химического никелиро вания. М., 1960.
46.Muller R. / / Ausbau. 1973. № 4. S. 209-221.
47.Small size injection moulding machines for precision parts //Jap . Plast. Age. 1985. Vol. 23, Ns 202. P. 21-23.
48.Mcngcs G. / / Kunststoffe. 1986. Bd. 20, Ns 5. S. 16-18.
49.SpritzgicBcn von Klcinsttcilcn. / / Kunststoffe. 1985. Bd. 75, № 9. S. 675.
50.Kowaguchi K.-B. //Jap. Plast. Age. 1986, Vol. 24, № 207. P. 24-25.
51.Capter la pression. / / Plast. mod. Et elastom. 1986. Vol. 38, № 1. P. 40-41.
52.Karumitsi O. //Jap. Plast. Age. 1984. Vol. 22, № 998. P. 31-35.
53.Покровский E. M. / / Пластические массы. 1985. № 2. С. 36-37.
54.Gauvin R., Nguicn Q. X., Chalifoux J. P. / / Polymer Eng. Sci. 1987. Vol. 27, № 7.
55.Кпсльц К. Ф., Псшсхоиов А. А., Леонов А. И. и др. / / Пластические массы. 1973. № 10. С. 25-29.
56.Солодухо О. А., Покровский Е. М., Кругликов P. М. / / Пластические массы. 1977. № 8. С. 43-44.
57.Перспективные методы формования высокопрочных изделий на основе гнбкоцепных полимеров/
Е.М. Покровский, В. Г. Калашникова, Л. П. Липатова. Сер. паучн.-техн. прогнозы вобласти физи ко-химических исследований. М., 1988.
58.Вьялкова О. В., Будницкий 10. М. Физико-механические свойства профильных изделий из поли этилена высокой плотности, полученных экструзией ниже температуры плавления. М., 1983. Дсп. В ВИНИТИ 11.1183, № 6022-83.
59.Circuit board covers fabricated with Riton PPSglass matstampable sheet.//Polym. News. 1987.Vol. 13, № 1. P. 22-23.
60.Raspor О. C., Bongarts IT. //3 rd Annu. Meet. Stuttgard. 1987.
61.Покровский E. M., Селихова В. И., Константинопольская М. Б. и др. / / Высокомолекулярные со единения. 1978. Т. 20, № 9. С. 2020-2024.
62.Stroutman L.G., Kapakijan S. / / SPE-Journal. 1969. Vol. 25. P. 46-52.
63.Abrahams M., Spcdding C. E., Marsh B.J. / / Plastics-Polymers 1970. Ns 4. P. 124-130.
64.Ryder L. B., Whippany N. J. / / Plast. Eng. 1981. Vol. 37. P. 17-20.
65.Kaufcr H., Burr A. / / Kunststoffe. 1982. Vol. 72, № 7. S. 402-507.
66.Burr A. / / Kunststoff-Forschung, № 10. —Polymcrtcchnik/ Kunststofftcchnikum. Berlin, 1983. D —83.
67.Точные пластмассовые детали и технология их получения / / В. Е. Старжинскнй, А. М. Фарберов,
С.С. Псссцкий, В. А. Брагинский. Мн.: Напука i тэх1пка, 1992.
Гл а в а 9
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И ПЕРЕДАЧ ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
9.1.Общие сведения о зубчатых микромеханизмах
В течение последних десятилетий наблюдается общая тенденция к уменьшению раз меров технических систем [1], а развитие электроники приводит к объединению все боль шего числа функций в отдельных миниатюрных устройствах. Это характерно и для меха нических приводов. В англоязычной литературе подобные изделия носят название Microelectromechanical Systems (MEMS) и представляют собой наиболее интенсивно раз вивающуюся область микросистемной техники (microsystem technology). При изложении материала главы будем использовать аббревиатуру русскоязычного эквивалента выше названного термина (МЭМ С). Принципиальной особенностью микроэлектромеханических систем является тесное взаимодействие электрических и механических связей [2], а также использование материалов электроники, в первую очередь кремния, в качестве конструкционных [3].
Во многих приложениях, например, в медицинской технике, крайне необходимы приводы вращения с габаритами в пределах одного миллиметра и крутящим моментом несколько десятых микроньютонометра. Еще недавно подобные мотор-редукторы имели размер около 8 мм, что ограничивало их использование. В 1997 году были разработаны приводы диаметром 5 и 3 мм [4]. В настоящее время появились еще более компактные приводы. Так, например, компания Faulhaber Motoren совместно с исследовательским институтом Institut Für Mikrotechnik Mainz GmbH разработала микроэлектродвигатель, имеющий внешний диаметр всего 1,9 мм [5]. Ряд исследований в этом направлении вы полнен в Центре микротехнологии и диагностики Санкт-Петербургского государствен ного электротехнического университета [6]. Для того чтобы адаптировать высокую час тоту вращения в 100 000 мин"1 и малый крутящий момент в 7,5 мкН • м разработанных микроэлектродвигателей к требованиям большинства технических устройств, создаются приводные микроредукторы подобных размеров, имеющие высокое передаточное отно шение. При общем диаметре редуктора 1,9 мм зубчатые колеса отдельных ступеней име ют диаметр не более 0,5 мм.
Важно отметить, что миниатюризация вызывает масштабный эффект, который прояв ляется в возрастании поверхностных сил (трения и адгезии), ухудшении теплоотвода, из менении характера разрушения деталей.
Проектирование, расчет и тестирование зубчатых микромеханизмов подразумевают совместную работу специалистов в области механики и электроники, проведение допол
Технология изготовления зубчатых колес для микроэлектромеханических систем |
345 |
Рис. 9 .1 . Типичный простой (рядовой) |
|
микромеханизм по схеме уступом [7] |
Рис. 9 .2 . Трехступенчатый планетарный ме |
|
ханизм: 1 — колесо с внутренними зубьями; |
|
2 — сателлит; 3 — водило; 4 — солнечное |
|
зубчатое колесо [7] |
нительных технологических и прочностных исследований с целью подготовки необходи мых нормативных документов. К примеру, существующие стандарты на зубчатые колеса распространяются на модули до ОД мм и уже не охватывают фактически достигнутые зна чения, равные 30-40 мкм.
Как показывает опыт проектирования микроприводов, для реализации высоких пере даточных отношений используются многоступенчатые рядовые (простые) (рис. 9.1), мно гоступенчатые планетарные (рис. 9.2), в том числе типа Wolfram (рис. 9.3), механизмы и планетарные приводы, реализующие высокие передаточные отношения в одной ступени (рис. 9.4) [7].
|
Рис. 9 .4 . Планетарная зубчатая передача |
Рис. 9 .3 . Планетарный механизм |
с высоким передаточным отношением в од- |
типа Wolfrom [7] |
ной ступени [7] |
Технология изготовления зубчатых колес для микроэлектромеханических систем |
347 |
Рис. 9 .6 . Конструкция трехступенчатого планетарного механизма [8]
передаточные отношения ступеней 3,6; 4,71 и 5,33. Комбинация этих передаточных отно шений в приводном механизме с числом ступеней от двух до пяти обеспечивает широкий диапазон варьирования общего передаточного отношения.
9.2.Краткий обзор микротехнологических процессов обработки
Методы и средства на основе микросистем становятся неотъемлемой частью высоких технологий практически во всех областях современной техники. В настоящее время ры ночная стоимость всего спектра промышленно выпускаемых МЭМС оценивается много миллионными суммами и имеет огромный ежегодный прирост. Широкое применение этих систем инициировало развитие технологий изготовления деталей миниатюрных ме ханических приводов [9].
Комплекс микрообработки включает как технологические методы, базирующиеся на методах литографии, так и набор способов, которые основаны на непосредственном уда лении материала механической обработкой или высокоэнергетическимн пучками, назы ваемых безлитографической микромеханической обработкой или микромеханнческой об работкой.
Одним из основных факторов, определивших видоизменение классических техноло гических приемов микроэлектронного производства, стала необходимость, в отличие от изделий микроэлектроники, формирования трехмерных (3D) структур.
В связи с этим развиваются преимущественно «групповые» технологии производства микросистем [10]:
1. Групповая технология поверхностной микромехаиики на основе тотального нанесе ния и избирательного удаления слоев.
34 8 |
Г л а в а 9 |
2.Групповые технологии объемной микромеханикн, реализуемые в виде:
— технологии глубинного объемного травления:
— LIGA-технологи и (матричного микрокопнрования);
— волоконной технологии.
3.Технологии индивидуального формообразования методами локального стимулиро
вания роста (полимеризации), корпускулярно-лучевого и электростатического микропро филирования, а также алмазного фрезерования.
Методы объемной микромеханикн, позволяя реализовать в конструкторско-техноло гическом плане третье измерение, приводят к существенному изменению традиционных для электроники операций, соответствующих планарному процессу изготовления полу проводниковых компонентов на основе кремния. Далее технологическим схемам объем ной микромеханикн уделяется основное внимание.
9.2 .1 . Технология поверхностной микромеханики
В классической микромеханике в настоящее время преобладает так называемая по верхностная микротехнология с жертвенным слоем. В ее основе лежат два основных про цесса: нанесение жертвенного, а затем и рабочего слоев с последующим удалением слоя с целью формирования объемных полостей между рабочим слоем и подложкой. В качестве основного материала наиболее распространена структура кремний па диоксиде кремния, где в качестве жертвенного слоя выступает диоксид кремния. Последовательность техно логических операций сводится к известным процедурам планарной технологии, включая:
—формирование слоя диоксида кремния на кремнии;
—нанесение на диоксид кремния слоя поликристаллического кремния;
—нанесение маскирующего слоя на полнкристаллический кремний и проведение операций фотолитографической обработки для вскрытия окон в маске;
—травление поликристаллического кремния через маску для формирования окон для последующего избирательного удаления жертвенного слоя диоксида кремния;
—избирательное травление диоксида кремния;
—промывка образовавшихся объемных полостей.
Ультратонкое полирование поликристаллического кремния на порядок уменьшает размер дефектов после фотолитографии. К примеру, при начальной погрешности 2 мкм удается добиться высоты неровностей менее 0,2 мкм. Такое улучшение поверхности дела ет возможным применение зубчатых колес для МЭМС-приложений.
В последнее время в качестве жертвенных слоев начинают использовать пористый кремний, а именно, композицию алмазоподобных материалов карбид кремния — нитрид алюминия, в которой карбид кремния является основным рабочим материалом, а нитрид алюминия выполняет функцию жертвенного слоя или элементов несущей конструкции, обладающих изолирующими и пьезоэлектрическими свойствами.
9.2.2. Технология объемной микромеханики
Технология глубинного объемного травления. В ее основе лежит так называемое ориентационно-чувствительное травление кремния в жидкостных травителях, преимуще ственно щелочных растворах. Данный процесс при маскировании поверхности кремние вой пластины позволяет осуществлять формирование в объеме пластины фактически трехмерных структур; причем глубина травления может составлять до 300-400 мкм.
Технология изготовления зубчатых колес для микроэлектромеханических систем |
349 |
Литография Lithography
Гальванопластика
Galvanoformung (Electroforming)
Традиционные
методы
мехобработки
Литье Abformung (Moulding)
Рис. 9 .7 . Схема технологий микропроизводства МЭМС [9]
Альтернативным вариантом глубинного травления подложек является технология, основанная на использовании в качестве последних фотоситаллов. Под воздействием ультрафиолетового излучения возможно формирование в фотоснталле зон, отличающих ся от неосвещенных участков растворимостью в жидкостных травителях. Экспонируя фотоситалл через шаблон, можно, как и на фоторезисте, задавать области с различимыми скоростями травления. Фотохимическая обработка позволяет получать детали любой формы и отверстия с пространственным разрешением на уровне десятка микрометров.
иСЛ -тсхнология. Широкое распространение получил набор технологий, включаю щий комплекс так называемых 1Я7А-мнкротехнологических процессов (технология мат ричного копирования) [9]. Аббревиатура LIGA (рис. 9.7) берет начало от группы терминов на немецком языке, обозначающих основные компоненты технологических процессов —
Lithography (литография), Galvanoformung (electroforming, гальванопластика), abformung {moulding, литье) [9].
Сущность процесса формирования объемных структур по этой технологии заключа ется в активном использовании рентгеновского излучения от сннхротронного источника для получения глубоких с отвесными стенками топологических картин в полимерном ма териале (рентгенорезнсте). Синхротронное излучение имеет сверхмалый угол расходимо сти пучка (0,006°), то есть фактически формируется пучок параллельных лучей. Глубина проникновения излучения, источником которого являются высокоэнергетическне элек троны (£ > 1 ГэВ), движущиеся с релятивистскими скоростями, достигает единиц милли метров. За счет локализации излучения в узком телесном угле яркость источников снн хротронного излучения в миллион раз больше, чем у стандартных источников рентгенов
350 |
Г л а в а 9 |
ского излучения, и плотность мощности достигает 106 Вт/см2, что определяет высокую эффективность экспонирования в условиях малых затрат времени. После формирования
вполимерном материале объемной структуры осуществляется операция электрохимиче ского осаждения металла, например, гальванического никеля, в образовавшуюся полость
вполимере. Следующим этапом является удаление полимера с сохранением на поверхно сти субстрата объемного металла определенной топологии. Далее над металлической мат рицей размещается штамповочная плита и через имеющееся в ней отверстие вводится пластик. Металлический штамп удаляется для дальнейшего использования при получе нии других пресс-форм. Следующий этап характеризуется нанесением гальванического покрытия на ранее сформированную пластиковую форму, после чего пластик вытравли вается, чтобы освободить объемную металлическую структуру.
Возможность многократного тиражирования за счет интегральных принципов обра ботки позволяет изготавливать объемные структуры высотой до 1 мм в количествах до 1000 шт. на одной пластине.
Широкое распространение в технологии МЭМС получают традиционные методы микромеханической обработки (ММО).
ММО — это набор технологических процессов для изготовления микроэлементов с использованием непосредственно процессов резания или удаления материала высоко энергетическими пучками. Процессы ММО не предназначены для массового производ ства, но приемлемы для производства опытных партий изделий. Одна из потенциальных областей применения этих технологий в массовом производстве — изготовление лито графических масок и мастер-моделей для литья под давлением, которые могут быть эф фективно использованы при массовом тиражировании микроизделий.
ММО включают как силовые технологические процессы — процессы резания (фрезе рования, сверления и др.), так и несиловые технологические процессы — электроэрозиоиную обработку, обработку сфокусированным ионным пучком, лазерным излучением и др. При помощи указанных технологий можно производить функциональные механические компоненты, а поскольку поверхностная шероховатость характеризует технологию, то сравнивая показатели микрогеометрии поверхности с таковыми при общепринятом лито графическом процессе для микроконструкций, например, глубокой рентгенолитографией, можно оценить степень совершенства процесса (табл. 9.1).
Таблица 9.1
Сравнение высоты микронеровностей при различных технологиях изготовления
Методобработки |
Средняя высота микроиеровностсй, мкм |
Рентгеиолитография с традиционной маской |
0,03-0,05 |
Рснтгсполитография с микрофрезеровапной маской |
0,15 |
Непосредственное микрофрсзсроианис |
0,1 (и менее) |
Микроспсрлснис |
0,014 (и выше) |
Обработка фокусированным ионным пучком |
0,005 (в твердых металлах) |
(поверхность расположена касательно к пучку) |
|
Обработка лазерным пучком (поверхность расположена каса |
0,1 |
тельно к пучку) |
|
Полимеризация лазерным пучком (поверхность расположена |
0,5 (и менее) |
перпендикулярно пучку) |
|