طراحی، اجراء و مدلسازی فرآیند نانوماشینکاری به روش تخلیه الکتریکی

در این رساله، طراحی، اجراء و مدلسازی فرآیند nano-edm مورد بررسی و تحقیق قرار گرفت. به منظور تولید نانو- ابزار مناسب برای فرآیند nano-edm یک دستگاه اتوماتیک طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن، تاثیر متغیرهای فرآیند ساخت بر خصوصیات نانو- ابزار مورد تحقیق قرار گرفت. با شناسایی سطوح بهینه متغیرهای فرآیند ساخت به روش تاگوچی، نانو- ابزارهایی با شعاع نوک حدود 10 نانومتر و ضریب جانبی (نسبت طول به شعاع نوک) 172 تولید شد. برای انجام فرآیند nano-edm یک سیستم مناسب طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن و با بهینه سازی متغیرهای فرآیند nano-edm به روش تاگوچی، سوراخ هایی با شعاع حدود 50 نانومتر و عمق 100 نانومتر در زمانی حدود 4 نانوثانیه بر روی سطح نانولایه هایی از جنس طلا ماشینکاری شد. با استفاده از فرآیند nano-edm سرعت نانوماشینکاری بسیار بالاتری نسبت به دیگر فرآیندهای نانوماشینکاری بدست آمد. برای پیش بینی خصوصیات فرآیند nano-edm از جمله شعاع نانوسوراخ های حاصل از این فرآیند، کانال پلاسمای فرآیند nano-edm با تحلیل سیالاتی- حرارتی کانال مذکور مدلسازی شد. با استفاده از مدل جامع ارائه شده برای کانال پلاسمای فرآیند nano-edm، تغییرات شعاع، فشار، دما، آنتالپی بر واحد جرم، دانسیته و جرم کانال پلاسما بر حسب زمان پالس جرقه محاسبه گردید. با استفاده از نتایج حاصل از مدلسازی، زمان پالس جرقه مناسب برای دستیابی به شعاع مطلوب نانوسوراخ نیز محاسبه شد.