Электрохимический микро

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 319 (2023) Цитировать эту статью

712 Доступов

Подробности о метриках

Точность импульсной электрохимической микрообработки преимущественно зависит от длительности импульса. Для получения высокой точности необходим дорогой источник питания со сверхкороткой длительностью импульса. Для достижения этой цели в данной работе предложен метод электрохимической микрообработки, основанный на схемах двойной обратной связи. В схеме импульсной электрохимической микрообработки использована схема положительной обратной связи плюс схема отрицательной обратной связи. Таким образом, коэффициенты усиления цепей обратной связи могут управлять длительностью импульсов системы обработки. Эксперименты показывают, что разрешение обработки можно улучшить, в частности, за счет увеличения усиления обратной связи. С помощью этого метода создается один микролуч двойного отверждения, а его точность достигает нанометрового уровня при условии использования обычного источника питания с длительностью импульса.

Технология микрообработки - это новая технология обработки микроэлектромеханической системы, которая относится к горячей точке исследований в области передовых производственных технологий в мире. Большое значение имеет обеспечение и улучшение рабочих характеристик микроэлектромеханической системы1,2,3. Среди этих технологий микрообработки метод электрохимической обработки имеет большой потенциал развития для обработки материалов в микрометровых и нанометровых масштабах, поскольку перенос материала осуществляется на ионном уровне во время электрохимической обработки. Итак, электрохимическая микрообработка привлекла внимание исследователей всего мира.

Бхтачарья разработал метод микроэлектрохимической обработки, который включал систему обработки, электрическую систему, систему потока электролита и систему мониторинга, а затем проанализировал возможность его использования в микроструктурной обработке4. Чжу предложил двухполюсный инструмент с металлической втулкой снаружи изолирующего покрытия катодного инструмента, что позволило снизить плотность тока в области бокового зазора обрабатывающего отверстия и повысить точность и стабильность обработки5. Маунт проанализировал переходный процесс электрохимической обработки и определил ключевые параметры, связанные с процессом обработки плоской заготовки6.

Хотя электрохимическая обработка в принципе имеет преимущества, локализация традиционной технологии электрохимической обработки очень плохая. Это значительно ограничивает возможности обработки микро- и наноструктур этой технологией. Чтобы повысить локализацию электрохимической обработки, Шустер представил метод электрохимической микрообработки (ECMM), основанный на сверхкоротких импульсных напряжениях, и с использованием этого метода были проведены обширные исследования7. Shin оптимизировал параметры импульсного сигнала, такие как пик напряжения, длительность импульса и его период, для повышения точности и стабильности обработки8. Маурер изготовил микроструктуры на сплавах NiTi с памятью формы, используя метод ECMM на основе ультракоротких импульсов9. Хуанг разработал наносекундную импульсную электрохимическую систему микрообработки, провел серию экспериментов, изучил влияние параметров импульсного сигнала на точность обработки и успешно подготовил сложные микроструктуры на пластинах из никеля и суперсплавов10. Ван использовал сферический электрод-инструмент, чтобы уменьшить конусность обрабатываемых микроструктур11. Чен исследовал взаимосвязь между точностью обработки и формой импульсного сигнала12,13. Koyano обработал микротекстурный рисунок с помощью технологии электрохимической обработки ультракороткими импульсами14. Чжан оптимизировал структуру катода инструмента и параметры обработки в технологии импульсной электрохимической обработки, а также улучшил качество обработки небольшой кольцевой канавки на внутренней стенке сопла15.

В вышеупомянутом методе ECMM точность обработки в основном зависит от длительности импульса напряжения. Для достижения точности обработки нанометрового масштаба необходим пикосекундный масштаб напряжения длительности импульса, который нелегко получить и который стоит дорого.