Већ сам посветио претходни чланак теми резова са ЦНЦ машине, али сада идемо корак даље, а ја ћу покушати питање молекуларног сечења, што је нова врста реза коју су нове технологије омогућиле и која омогућава да се врло сложени резови праве са скоро савршеном прецизношћу.
У ствари, тако је прецизност, што је скоро постало вирални феномен на неким друштвеним мрежама, будући да су снимци готово хипнотички као што ћете касније видети...
Шта је молекуларно сечење?
У индустријском сектору све се више траже нове технологије које омогућавају да се основне ствари раде на ефикаснији и оптички начин, а у овој потрази за прецизношћу и контролом у манипулацији материјом, достигнути су нови и све фасцинантнији нивои. Он молекуларно сечење, такође познато као аблација фокусираним јонским снопом или ФИБ (фокусирани јонски сноп), појављује се као незаменљив алат за истраживање и модификовање материјала у нанометријским размерама.
То је техника која користи фокусирани сноп јона за обликовање материјала са невиђеном прецизношћу, елиминишући материјал на нивоу појединачних атома или молекула. Ова техника се заснива на интеракцији између високоенергетских јона и атома циљног материјала, што изазива дезинтеграцију и елиминацију атома, што доводи до формирања шупљине или тродимензионалне структуре жељеног облика.
El перформансе молекуларног сечења Може се поделити у три главне фазе:
- Генерација јона: Јонски сноп се генерише јонизацијом атома или молекула, обично користећи извор јона као што је јонски пиштољ за распршивање или извор плазме.
- Фокус и убрзање: Генерисани јони се фокусирају и убрзавају до високих енергија, обично у енергетском опсегу између кеВ и МеВ, коришћењем оптичког или електростатичког система. Кинетичка енергија јона одређује дубину продирања у циљни материјал, при чему је најмоћнији у стању да продре неколико центиметара чак иу најтврђе метале.
- Интеракција са материјалом: Фокусирани сноп јона утиче на циљни материјал, у интеракцији са његовим атомима. Ова интеракција може изазвати дезинтеграцију и елиминацију атома, што доводи до формирања шупљине или тродимензионалне структуре жељеног облика.
Заиста техника није нова, већ је коришћен у секторима као што су полупроводници за гравирање или наношење материјала, међутим, савршенство ове опреме је омогућило да направи искорак иу другим индустријским секторима, као што су они који производе сложене металне делове, међу другима.
Молекуларно сечење је техника у сталној еволуцији, са великим потенцијалом да револуционише различите научне и технолошке области. Напредак у генерисању јона, фокусирању и контроли снопа омогућиће још већи ниво прецизности и резолуције. Даље, интеграција техника молекуларног сечења са другим алати за микрофабрикацију отвориће нове могућности за стварање нанометријских уређаја и структура са невиђеним својствима и функционалностима. Ови типови уређаја постају све бржи и јефтинији, иако и даље имају превисоке цене за већину смртника, али ко зна да ли ће једног дана бити довољно јефтини за употребу код куће, или можда интегрисани у будуће 3Д штампаче да побољшају адитивну производњу…
Предности молекуларног сечења
Молекуларно сечење нуди низ предности у односу на друге технике сечења, као што су машинска обрада, литографија, итд., као што су:
- Екстремна прецизност: омогућава вам да радите на нанометарским скалама, са резолуцијом до неколико нанометара.
- Флексибилност- Може се користити за вајање широког спектра материјала, укључујући метале, полупроводнике, полимере, па чак и биолошке материјале, као и за комплетно сечење.
- Прецизна контрола: омогућава вам да креирате сложене тродимензионалне структуре са великом прецизношћу и детаљима, омогућавајући вам да производите напредне делове.
- без контакта: не захтева физички контакт са материјалом, што минимизира оштећења и контаминацију, јер друге врсте посекотина могу да изазову ако их видимо под микроскопом, као што су посекотине помоћу тестера, плазме, итд., сви они остављају много очигледније ознаке, поред тога што елиминишу већу количину материјала, што значи да се не уклапају тако прецизно.
Примене молекуларног сечења
Молекуларни рез налази примене у широком спектру области, укључујући:
- Нанофабрицатион- Користи се за креирање минијатуризованих електронских уређаја, сензора, актуатора и других структура наноразмера, као што су МЕМС или НЕМС уређаји.
- Наука о материјалима: омогућава вам да проучавате структуру и својства материјала на нанометријском нивоу.
- биологије и медицине: користи се за манипулацију ћелијама, ткивима и другим биолошким материјалима, или за обављање врло прецизних интервенција са малим оштећењима.
- Поправка уређаја: омогућава вам да поправите кварове у електронским уређајима и другим минијатурним компонентама.
- Уметност: С обзиром на савршенство ових резова, могу се направити права уметничка дела, слагалице које се савршено уклапају, а да се визуелно не чини да имају рез у комаду, као примери које сте видели у првом видеу.
Алтернативе
Молекуларни рез има друге алтернативе у индустрији, много јефтиније, али и са много мањом прецизношћу. На пример, морамо да истакнемо:
- Литхограпхи: Литографија је техника која се широко користи у производњи интегрисаних кола и других микроелектронских уређаја, као и МЕМС. Да би се то омогућило, користи се машина са узорком који ће пропуштати светлост (постоје и алтернативе фотолитографији као што је ЕБЛ или литографија електронским снопом) кроз њу, да би се променила својства фотоосетљивог материјала, а затим га напала хемикалијом обрађује у киселим купатилима, и тако изрезбарите делове које желите, чак и до реза. Ово омогућава високу резолуцију, али је такође веома сложено и скупо због машина које су потребне ако се производи у високим резолуцијама.
- Машинска обрада са електричним пражњењем (ЕДМ): је техника машинске обраде која користи електрична пражњења за еродирање материјала. Заснован је на принципу да је електрична енергија концентрисана у малом простору, стварајући плазма канал који топи и испарава материјал. Предности су што се могу применити на различите материјале, омогућавајући стварање сложених тродимензионалних облика, и не захтева контакт као ФИБ, међутим, нема тако велику прецизност као молекуларно сечење, његова брзина је прилично споро и ствара велику количину топлоте која може оштетити осетљиве материјале.
- ласерско сечење: То је техника која омогућава сечење и са великом прецизношћу, али не толико као молекуларно. Такође нуди брзу израду прототипа и сложене геометрије, али материјали који се могу сећи и дубине могу имати ограничења.