Wat is Micromachining?
Micromachining verwijst naar het proces van het snijden van het oppervlak van een werkstuk op micron- of nanometerschaal met behulp van mechanische micro-gereedschappen met geometrisch gedefinieerde snijkanten. Deze technologie wordt vaak toegepast in velden die uiterst hoge precisie vereisen, zoals het vervaardigen van optische componenten, microapparaten en medische apparaten, en meer.
Verschillende Types Micromachining
- Oppervlakte Micromachining
Oppervlakte micro-verwerking verwijst naar de micro-schaal verwerking en behandeling van het werkstukoppervlak om de kwaliteit en prestaties te verbeteren. Het omvat meestal verschillende gangbare methoden:
| Micro-Frezen | Gebruikt kleine gereedschappen om micro- of nanoniveau snijwerk op het werkstukoppervlak te bereiken voor een fijne oppervlaktekwaliteit en hoge precisie verwerking. |
| Micro-Borstelen | Maakt gebruik van micro-probes of borstels voor microscopisch slijpen of polijsten van het werkstukoppervlak om oppervlaktefouten te verwijderen en de gladheid te verbeteren. |
| Micro-Spuiten | Benut kleine nozzles om vloeistof of gas op het werkstukoppervlak te spuiten om micron-niveau spuitcoatings te bereiken voor oppervlaktebescherming of -aanpassing. |
| Micro-Frezen | Past micron-grote abrasieve deeltjes toe om microscopisch te frezen op de gevel van het werkstuk om oppervlakte-ruwheid te elimineren en vlakheid te verbeteren. |
| Micro-Boren | Verwerkt micro-gaten of groeven op het werkstukoppervlak met behulp van micro-boren of micro-gatbewerkingsgereedschappen voor micro-schaal toepassingen zoals vloeistofoverdracht en sensoren. |
- Bulk Micromachining
Bulk micro-verwerkingstechnologie heeft brede toepassingsmogelijkheden in de medische industrie. Door middel van precisiebewerking biedt het ongekende precisie en flexibiliteit voor de productie van medische instrumenten, en toont het vooral enorm potentieel in minimaal invasieve chirurgie en biomedisch onderzoek.
Definitie en Principes:
Bulk microverwerking is een technologie die wordt gebruikt voor het vervaardigen van micro-schaal driedimensionale structuren. Het omvat ook het verwerken van de algemene onderdelen van het materiaal om specifieke vormen en functies te creëren. Fundamentaal is de kern het selectief verwijderen van bepaalde materiaalgedeelten om complexe driedimensionale structuren te maken.
Belangrijke Technologieën:
Het omvat twee belangrijke technologieën: nat etsen en droog etsen.
| Nat Etsen | Een chemisch reactieproces omvat etchants, chemische reacties, reactiewijzen en andere stappen. |
| Droog Etsen | Biedt reactiekracht aan het te etsen materiaal door middel van hoge-energie ionenversnelling, waarbij de meest voorkomende vorm reactief ion-etsen (RIE) is. |
- Laser Micromachining
In het veld van medische apparaatproductie wordt laser-microverwerking gebruikt voor de productie van micro-medische apparaten zoals endoscopen, hartkleppen en kunstmatige cochleae.
Laser microverwerking omvat doorgaans verschillende gangbare technieken:
| Laser snijden | Maakt gebruik van hoog-energie laserstralen om materialen te snijden, waardoor precisie snijden en verwerking van microstructuren mogelijk is. |
| Laser Boren | Gebruikt laserstralen voor het bewerken van gaten in materialen, waardoor verwerking van kleine openingen en hoge-precisie gatposities mogelijk is. |
| Laser Ablatie | Past laserenergie toe om het materiaaloppervlak te verdampen of op te lossen voor micro-patronen en oppervlaktebehandeling. |
| Laser Lassen | Benut laserstralen voor nauwkeurig lassen van materialen, waardoor sterke lasverbindingen worden bereikt. |
De voordelen en beperkingen van micromachining in de medische industrie
Voordelen
- Nauwkeurigheid: Bereikt een hoge precisie bij het bewerken van werkstukken, doordat het kan snijden en frezen in de micron- of nanometer-range.
- Kwaliteit: Verwerft een uitstekende oppervlaktkwaliteit, wat resulteert in gladdere en meer uniforme oppervlakken.
- Complexiteit: Produceert ingewikkelde en complexe onderdelen met geometrische vormen die moeilijk te verkrijgen zijn met traditionele bewerkingsmethoden.
- Toepassing: Versterkt een breed scala aan gebieden in micro-elektronica, biomedische wetenschap en de productie van medische apparaten om te voldoen aan specifieke maatwerkvereisten.
Beperkingen
- Kosten: Vereist hoge kosten, inclusief investeringen in apparatuur, gereedschappen en technologie.
- Proces: Vraagt om geavanceerde apparatuur en ingewikkelde processen, wat hoge technische bekwaamheid van operators vereist.
- Onderhoud: Het onderhoud van precisiegereedschappen is essentieel, met regelmatige controle en kalibratie om de nauwkeurigheid te waarborgen.
- Efficiëntie: De productiviteit is relatief laag vanwege de veeleisende aard van micro-machining op werkstukken, wat resulteert in trage verwerkingssnelheden.
Typische micromachining-onderdelen in de medische industrie
Hier zijn enkele typische componenten:
Optische schakelaaronderdelen:
Deze onderdelen dienen om optische signalen te regelen en te verzenden, vaak te vinden in medische beeldvormingstoestellen en optische sensoren.
Fibersoptische componenten:
Veel gebruikt voor medische apparaten om optische signalen te verzenden, zoals endoscopen en geïntegreerde optische scanapparaten.
Sonic nozzles:
Gebruikt in medische ultrasone apparaten om ultrasone signalen te genereren en te regelen.
Miniatuur tandwielen:
Micro-gearwielen dienen als medische apparaten voor transmissiesystemen en precisie-instrumenten, zoals pacemakers.
Miniatuurassen:
Micro assen functioneren meestal om micro-componenten te ondersteunen en over te brengen, zoals belangrijke onderdelen in ventilatoren en chirurgische robots.
Miniatuurbevestigingen:
Omvat een breed scala aan componenten, waaronder connectoren, sensoren en andere kleine maar cruciale onderdelen.
Elektronenmicroscoopaccessoires:
Gebruikt voor het assembleren en onderhouden van elektronenmicroscopen, zoals elektronenbundelmicroscopen en scanning elektronenmicroscopen.
Micron Chirurgische Scharen:
Worden gebruikt voor minimaal invasieve chirurgie en nauwkeurig weefsel snijden als microscopisch chirurgisch gereedschap.
Zaaggeleiders voor botchirurgie:
Gebruikt in orthopedische chirurgie om zagen te begeleiden voor nauwkeurig bot snijden.
Deze micro-mechanische componenten spelen een essentiële rol in medische apparaten, ondersteunen de ontwikkeling en implementatie van diverse medische toepassingen.
Materialen voor Micromachining in de medische industrie
materialen:
Vanwege hun hoge sterkte en thermische geleidbaarheid vereisen metalen koelvloeistoffen tijdens het bewerken en de selectie van geschikte snijsnelheden en voersnelheden.
Niet-metaal:
Niet-metalen hebben een lagere hardheid en sterkte in vergelijking met metalen, maar kunnen unieke chemische of fysieke eigenschappen bezitten. Correcte gereedschapskeuze en parameters op basis van materiaaleigenschappen zijn cruciaal om scheuren of breuken te voorkomen.
Keramiek:
Keramiek heeft een hoge hardheid maar is bros, en voorzichtig snijden is noodzakelijk om schade te verminderen, wat het gebruik van speciale keramische gereedschappen vereist.
Plastic:
Met lage hardheid en goede plastische eigenschappen is het beheersen van temperatuur en vochtigheid tijdens verwerking essentieel om vervorming te voorkomen.
Kortom, optimalisatie van parameters op maat van de verschillende materiaaleigenschappen is essentieel om de kwaliteit van het bewerken te waarborgen.
XTJ – Uw Betrouwbare Partner voor Micromachining
Met meer dan 10 jaar ervaring in CNC-productie, XTJ is uitgegroeid tot een betrouwbare fabrikant voor het produceren van micro-mechanische componenten voor chirurgische instrumenten, gereedschappen en prototypes van medische apparaten. Onze vakkundige machinisten excelleren in het op maat maken van machinedelen om aan de hoogste normen van de medische industrie te voldoen. Bent u klaar om uw volgende CNC-bewerkingsproject met ons te starten?
XTJ is een toonaangevende OEM-fabrikant die zich toelegt op het bieden van one-stop productieoplossingen voor het bewerken van 6061 aluminium van prototype tot productie. We zijn trots op ons ISO 9001 gecertificeerde systeem voor kwaliteitsbeheer en we zijn vastbesloten om waarde te creëren in elke klantrelatie. Dit doen we door samenwerking, innovatie, procesverbeteringen en uitzonderlijk vakmanschap. Toepassingen: automobielindustrie, fiets en motorfiets, deuren en ramen en meubels, huishoudelijke apparaten, gasmeters, elektrisch gereedschap, LED-verlichting, medische instrumenten, enz.
