मी आधीच कट या विषयावर मागील लेख समर्पित केला आहे सीएनसी मशिनरी, पण आता आपण एक पाऊल पुढे जाऊ, आणि मी प्रयत्न करेन आण्विक कटिंगचा मुद्दा, हा एक नवीन प्रकारचा कट आहे ज्याला नवीन तंत्रज्ञानाने परवानगी दिली आहे आणि जे जवळजवळ परिपूर्ण अचूकतेसह अतिशय जटिल कट करण्यास अनुमती देते.
खरं तर, असे आहे अचूकता, जे काही सोशल नेटवर्क्सवर जवळजवळ एक व्हायरल घटना बनले आहे, कारण व्हिडिओ जवळजवळ संमोहन करणारे आहेत जसे आपण नंतर पहाल...
आण्विक कटिंग म्हणजे काय?
औद्योगिक क्षेत्रात, नवीन तंत्रज्ञानाचा अधिकाधिक शोध घेतला जात आहे ज्यामुळे मूलभूत गोष्टी अधिक कार्यक्षमतेने आणि ऑप्टिकल पद्धतीने करता येतात आणि पदार्थाच्या हाताळणीत अचूकता आणि नियंत्रण शोधण्यासाठी, नवीन आणि वाढत्या आकर्षक स्तरांवर पोहोचले आहे. तो आण्विक कटिंग, या नावाने देखील ओळखले जाते फोकस्ड आयन बीम ॲब्लेशन किंवा एफआयबी (फोकस्ड आयन बीम), नॅनोमेट्रिक स्केलवर सामग्री एक्सप्लोर करण्यासाठी आणि सुधारण्यासाठी एक अपरिहार्य साधन म्हणून उदयास आले आहे.
हे एक तंत्र आहे की अभूतपूर्व अचूकतेसह सामग्री शिल्प करण्यासाठी केंद्रित आयन बीम वापरते, वैयक्तिक अणू किंवा रेणूंच्या पातळीवर सामग्री काढून टाकणे. हे तंत्र उच्च-ऊर्जा आयन आणि लक्ष्य सामग्रीच्या अणूंमधील परस्परसंवादावर आधारित आहे, ज्यामुळे अणूंचे विघटन आणि उन्मूलन होते, ज्यामुळे इच्छित आकारासह पोकळी किंवा त्रि-आयामी रचना तयार होते.
El आण्विक कटिंग कामगिरी हे तीन मुख्य टप्प्यात विभागले जाऊ शकते:
- आयन पिढी: आयन बीम अणू किंवा रेणूंच्या आयनीकरणाद्वारे तयार केला जातो, सामान्यत: आयन स्त्रोत जसे की स्पटरिंग आयन गन किंवा प्लाझ्मा स्त्रोत वापरून.
- फोकस आणि प्रवेग: व्युत्पन्न केलेले आयन प्रकाशीय किंवा इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रणाली वापरून, विशेषत: keV आणि MeV मधील ऊर्जा श्रेणीत, उच्च उर्जेवर केंद्रित आणि प्रवेगित असतात. आयनची गतिज ऊर्जा लक्ष्य सामग्रीमध्ये प्रवेशाची खोली निर्धारित करते, सर्वात शक्तिशाली ते अगदी कठीण धातूंमध्येही अनेक सेंटीमीटर आत प्रवेश करू शकतात.
- सामग्रीसह परस्परसंवाद: केंद्रित आयन बीम त्याच्या अणूंशी संवाद साधत लक्ष्य सामग्रीवर प्रभाव टाकतो. या परस्परसंवादामुळे अणूंचे विघटन आणि उन्मूलन होऊ शकते, ज्यामुळे इच्छित आकारासह पोकळी किंवा त्रिमितीय रचना तयार होते.
खरोखर तंत्र नवीन नाही, खोदकामासाठी किंवा सामग्री जमा करण्यासाठी सेमीकंडक्टर सारख्या क्षेत्रांमध्ये आधीच वापरला जात होता, तथापि, या उपकरणाच्या परिपूर्णतेमुळे इतर औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये देखील झेप घेणे शक्य झाले आहे, जसे की जटिल धातूचे भाग तयार करणारे, इतर.
आण्विक कटिंग हे निरंतर उत्क्रांतीचे एक तंत्र आहे, ज्यामध्ये विविध वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्षेत्रात क्रांती घडवण्याची मोठी क्षमता आहे. आयन निर्मिती, फोकसिंग आणि बीम नियंत्रणातील प्रगती अचूकता आणि रिझोल्यूशनच्या उच्च स्तरांना सक्षम करेल. शिवाय, इतरांसह आण्विक कटिंग तंत्रांचे एकत्रीकरण मायक्रोफेब्रिकेशन साधने अभूतपूर्व गुणधर्म आणि कार्यक्षमतेसह नॅनोमेट्रिक उपकरणे आणि संरचनांच्या निर्मितीसाठी नवीन शक्यता उघडतील. या प्रकारची उपकरणे जलद आणि स्वस्त होत चालली आहेत, जरी त्यांच्याकडे अजूनही बहुतेक मर्त्यांसाठी प्रतिबंधात्मक किंमती आहेत, परंतु कोणास ठाऊक आहे की एक दिवस ते घरी वापरण्यासाठी पुरेसे स्वस्त असतील किंवा कदाचित भविष्यातील 3D प्रिंटरमध्ये जोडणीचे उत्पादन सुधारण्यासाठी समाकलित केले जातील…
आण्विक कटिंगचे फायदे
आण्विक पठाणला एक मालिका देते इतर कटिंग तंत्रांपेक्षा फायदे, जसे की मशीनिंग, लिथोग्राफी इ., जसे की:
- प्रिसिजन एक्स्ट्रेमा: तुम्हाला काही नॅनोमीटरच्या रिझोल्यूशनसह, नॅनोमीटर स्केलवर काम करण्याची परवानगी देते.
- लवचिकता- धातू, अर्धसंवाहक, पॉलिमर आणि अगदी जैविक सामग्रीसह, तसेच संपूर्ण कटिंगसाठी विविध प्रकारच्या सामग्रीचे शिल्प करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.
- अचूक नियंत्रण: तुम्हाला प्रगत भाग तयार करण्यास अनुमती देऊन, उत्तम अचूकता आणि तपशीलांसह जटिल त्रि-आयामी संरचना तयार करण्यास अनुमती देते.
- संपर्क नाही: सामग्रीशी शारीरिक संपर्क आवश्यक नाही, ज्यामुळे नुकसान आणि दूषितता कमी होते, कारण इतर प्रकारचे कट आपण सूक्ष्मदर्शकाद्वारे पाहिल्यास होऊ शकतात, जसे की करवत, प्लाझ्मा इ. वापरून केलेले कट, ते सर्व बरेच स्पष्टपणे मागे सोडतात. मार्क्स, मोठ्या प्रमाणात सामग्री काढून टाकण्याव्यतिरिक्त, ज्याचा अर्थ असा आहे की ते तितके अचूकपणे बसत नाहीत.
आण्विक कटिंगचे अनुप्रयोग
आण्विक कट शोधतो फील्डच्या विस्तृत श्रेणीतील अनुप्रयोगयासह:
- नॅनोफॅब्रिकेशन- लघु इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे, सेन्सर्स, ॲक्ट्युएटर आणि इतर नॅनोस्केल संरचना, जसे की MEMS किंवा NEMS उपकरणे तयार करण्यासाठी वापरला जातो.
- साहित्य विज्ञान: तुम्हाला नॅनोमेट्रिक स्तरावर सामग्रीची रचना आणि गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यास अनुमती देते.
- जीवशास्त्र आणि औषध: पेशी, ऊती आणि इतर जैविक सामग्री हाताळण्यासाठी किंवा कमी नुकसानासह अत्यंत अचूक हस्तक्षेप करण्यासाठी वापरले जाते.
- डिव्हाइस दुरुस्ती: आपल्याला इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि इतर सूक्ष्म घटकांमधील दोष दुरुस्त करण्यास अनुमती देते.
- कला: या कट्सची परिपूर्णता लक्षात घेता, कलेची खरी कलाकृती बनवता येतात, कोडी पूर्णपणे एकत्र बसतात, दृष्यदृष्ट्या त्या तुकड्यात कट असल्याचे दिसत नाही, जसे तुम्ही पहिल्या व्हिडिओमध्ये पाहिलेल्या उदाहरणांप्रमाणे.
पर्याय
आण्विक कट आहे इतर पर्याय उद्योगात, खूपच स्वस्त, परंतु खूपच कमी अचूकतेसह. उदाहरणार्थ, आम्हाला हायलाइट करावे लागेल:
- लिथोग्राफी: लिथोग्राफी हे एकात्मिक सर्किट्स आणि इतर मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे तसेच एमईएमएसच्या निर्मितीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे तंत्र आहे. हे शक्य करण्यासाठी, प्रकाश संवेदनक्षम पदार्थाचे गुणधर्म बदलण्यासाठी आणि नंतर त्यावर रसायनाद्वारे हल्ला करण्यासाठी प्रकाश (ईबीएल किंवा इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी सारखे फोटोलिथोग्राफीचे पर्याय देखील आहेत) पॅटर्नसह मशीनचा वापर केला जातो ऍसिड बाथमध्ये प्रक्रिया करा आणि अशा प्रकारे तुम्हाला हवे असलेले भाग कोरून टाका, अगदी कटापर्यंत. हे उच्च रिझोल्यूशनसाठी अनुमती देते, परंतु उच्च रिझोल्यूशनवर उत्पादन करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या यंत्रसामग्रीमुळे ते खूप जटिल आणि महाग आहे.
- इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM): हे एक मशीनिंग तंत्र आहे जे सामग्री नष्ट करण्यासाठी विद्युत डिस्चार्ज वापरते. हे तत्त्वावर आधारित आहे की विद्युत ऊर्जा एका लहान जागेत केंद्रित केली जाते, ज्यामुळे प्लाझ्मा चॅनेल तयार होते जे सामग्री वितळते आणि वाष्पीकरण करते. फायदे असे आहेत की ते विविध प्रकारच्या सामग्रीवर लागू केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे जटिल त्रि-आयामी आकार तयार होतात आणि यासाठी FIB सारख्या संपर्काची आवश्यकता नसते, तथापि, त्यात आण्विक कटिंगइतकी उच्च अचूकता नसते, त्याचा वेग आहे. खूपच मंद, आणि ते मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करते ज्यामुळे संवेदनशील सामग्रीचे नुकसान होऊ शकते.
- लेझर कटिंग: हे एक तंत्र आहे जे उच्च सुस्पष्टतेसह कापण्यास देखील अनुमती देते, जरी आण्विक कटांइतके नाही. हे जलद प्रोटोटाइपिंग आणि जटिल भूमिती देखील ऑफर करते, परंतु कट करता येणारी सामग्री आणि खोलीला मर्यादा असू शकतात.