Новое поколение часовых пружинок — важный шаг на пути к микромеханике

0

Xoтя приклaдныe исслeдoвaния нe всeгдa выпoлняются прoмышлeнными кoмпaниями, нo инoгдa рeзультaты мoгут бытовать быстрo внедрены в производство. Отличный пример этого показала швейцарская Федеральная лаба материаловедения и технологий «Empa», продемонстрировав в Лаборатории сопротивления материалов и наноструктур демонстрируются крошечные часовые пружины демонстрируются   Сии пружины — сердце любых механических часов — не совсем обычные детали. Они сделаны безвыгодный из обычного сплава «Ниварокс», а получены за счет осаждения через электрохимического процесса из холодного солевого раствора.

Сегодня изделие лаборатории «Empa» уже вышла за рамки пилотного проекта. Полученные с через гальванопластики пружины регулярно поступают в научно-исследовательский отдел ведущего швейцарского производителя часов, где их монтируют в тестовые часовые аппаратура.

Подпись к изображению: Маятник — это сердце любых механических часов. Сии хрупкие пружинки обычно сделаны из сплава Ниварокс. В лаборатории «Empa», Гельвеция, новое поколение балансирных пружин производится посредством гальванопластики
Новое поколение часовых пружинок — важный шаг на пути к микромеханике

Всего едва лет назад «Empa» в некоторых технологических этапах должна была должен на партнёров. Между тем, ноу-хау полного производственного процесса сосредоточено в лаборатории Michler’s lab. Летиция Филиппе, билетер производства пружин, рассказала об этапах производства. Базовым материалом является кремниевая пиломатериалы, похожая на используемые для производства микросхем и солнечных батарей. Эту пластину поначалу покрывают электропроводящим слоем золота, затем — тонким слоем светочувствительной регулы. После этого на светочувствительное покрытие проецируется изображение пружины, и засвеченные области удаляются. Посему на проводящую золотую основу можно гальванически нанести требуемый стальной сплав.

Этот критический этап весьма коварен. «В гальванической ванне необходим закономерный поток, подходящая температура, некоторые органические добавки и электрический течение точной величины, и — если это переменный ток — конкретной формы». Возьми последнем этапе пружины отделяют от гальванической матрицы. Оп при помощи обычного микроскопа проверяют, корректно ли источник заполнена металлом. Затем верх матрицы шлифуется, чтобы гарантировать требуемую толщину у всех пружин; результат проверяется методом рентгенофлуоресценции. И напоследях, краску удаляют кислородной плазмой, а кремниевая пластина протравливается концентрированным щелочным раствором, близ этом золотое покрытие растворяется. Оставшиеся после этого пружины потому поступают на некоторое время в особую моечную машину, где с них удаляются заусенцы. И смотри бездефектные пружины отправляются к часовщикам для установки в тестовые часовые аппаратура.

Побочный результат исследований

Однако для лаборатории «Empa» сие производство является только одним из направлений научной работы. «Наша план вовсе не в том, чтобы конкурировать с поставщиками в индустрии наручных часов, — говорит Михлер, глава Michler’s lab. — Мы интересуемся миниатюризацией как таковой». Группа Михлера изучает механические свойства крошечных деталей. Дело в часть, что свойства материалов изменяются для микроскопических предметов: пластичный хлеб индустрии становится твёрже, а хрупкая керамика становится пластичной.

«Основное соответствующее чему — способность производить требуемые объекты в соответствии с определёнными критериями». Таким образом, группа Михлера малограмотный только с одним из этапов процесса, но и держит около контролем качество всех звеньев цепочки. «Некоторые этапы усиленно взаимосвязаны. Если мы изменим один параметр, например, форму гальванопластических матриц, аль состав сплава, нам придётся внести изменения и в предшествующие, и в последующие этапы. Наш брат стремимся понять эти взаимосвязи, как и все аспекты миниатюризации».

Послойное сборка в 3D

Кроме двумерных структур, исследователи также достигли прогресса в производстве 3D структур — опять же посредством гальванопластики. Матрицы получат вовсе не путём освещения светочувствительного слоя для кремниевых пластинах, но способом так называемой двуфотонной полимеризации — присутствие этом луч лазера пропускается через контейнер, заполненном особой жидкой пластмассой. В точке фокусировки луча влага полимеризуется и отвердевает. Группа «Empa» достигла успеха в создании тонких структур и их гальванизации боридом никеля. В испытаниях в прочность эти металлизированные структуры показали существенно большую крепость, чем простая полимерпная структура. Кроме того, исследователи тоже сумели создать «мостики» и «колонны» из никеля размерами в один или два микрометров. Испытания на прочность показывают, как никелевые сплавы ведут себя сверху этих масштабах. «Мы уже умеем создавать такие структуры, точный и повторяемо, — говорит Летиция Филиппе. — Мы сделали важный мера на пути к микромеханике, основанной на гальванопластике».


Не отличишь ЗАПИСИ

© Gearmix 2013

Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru

Все графические изображения, использованные подле оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского полномочия распространяется только на текст статьи.

Использование материалов сайта сверх активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *