بررسی، مطالعه جامع و ارائه اصول حاکم بر چند روش میکرو- نانو ماشینکاری

امروزه استفاده از محصولات و تجهیزات در مقیاس نانو و میکرو در تمامی نقاط جهان قابل مشاهده است. وجود چنین تجهیزاتی در بسیاری از وسائل مانند لوازم الکتریکی، کامپیوترها، وسایل نقلیه، تجهیزات هوا و فضا، وسایل پزشکی و بسیاری دیگر از حیطه ها قابل مشاهده است. از این رو داشتن دانش کافی در مورد شیوه های تولید این تجهیزات برای صنعت و مراکز تحقیقاتی یک کشور پیشرفته بسیار حائز اهمیت می باشد. در کشور ایران جای خالی این تکنولوژی محسوس بوده و پتانسیل ایجاد مراکز تولید و آزمایشگاه-های تجهیزات میکرو-نانو وجود دارد. در این پروژه سعی شده است شیوه های تولید تجیزات میکرو-نانو بصورت علمی-صنعتی مورد بررسی قرارگرفته و در یک مجموعه ارائه شود. همچنین تجهیزات مورد نیاز برای ساخت قطعات میکرو-نانو نیز مورد بررسی قرار گرفته اند و یک مرکز پژوهشی کامل نیز طراحی و ارائه شده است. اولین مرحله وارد شدن به انقلاب صنعتی نانو، آشنایی با شیوه های تولید این تجهیزات می باشد. صنعت تولید میکرو-نانو، یکی از شاخه های اصلی علم نانوتکنولوژی می باشد. این صنعت بسیار گسترده بوده و محدود به چند روش نمی شود. اما میتوان شیوه های تولید بالا به پایین را به صورت کلی به سه دسته تقسیم نمود که عبارتند از نانولیتوگرافی، میکروماشینکاری به کمک لیزر و میکروماشینکاری ابزاری. در نانولیتوگرافی از شکل دهی انتخابی به کمک ماسک با استفاده از اچینگ(باربرداری) خشک(پلاسما یا بخار)یا تر (محلول شیمیایی مایع) برای الگودهی به زیرلایه از جنس نیمه هادی، فلز، پلیمر و یا بسیاری دیگر از مواد استفاده میشود. با اینکه این شیوه نسبتا قدیمی بوده و جزو اولین شیوه های تولید تجهیزات میکرو و یا تجهیزات الکترونیکی می باشد، اما امروزه علاوه بر کاربرد زیاد در صنعت هنوز در دست توسعه و تحقیق می-باشد. شیوه های ترکیبی تولید تجهیزات به کمک نانولیتوگرافی نیز موضوعی است که به علت انعطاف بالای نانولیتوگرافی از همان اوایل این صنعت مورد توجه بوده و توانسته است قابلیت تولید بسیاری از تجهیزات پیچیده تر و کوچک تر را به تولید کنندگان و محققین بدهد. از زمان ساخت لیزر، بسیاری از محققین سعی داشته اند از پرتوی متمرکز آن برای ساخت و تولید استفاده کنند. در این میان محققین زمینه تولید میکرو-نانو نیز سعی بر بکارگیری پرتوی لیزر برای ساخت تجهیزات میکرو-نانو داشته اند. پیشرفت های دهه-های اخیر در زمینه ماشینکاری به کمک لیزر منجر به توسعه لیزرهای با پالس فوق کوتاه شده که در این زمینه بسیار موثر واقع شده اند. لیزرهای فمتوثانیه امروزه از ابزارهای بسیار پرکاربرد در تولید بسیاری از وسایل و تجهیزات میکرو-نانو می باشد. ماشینکاری ابزاری یک شیوه بسیار قدیمی برای شکل دهی مواد، مخصوصا فلزات می باشد. این شیوه شکل دهی از زمان پیدایش بسیار مورد تحقیق قرار گرفته و تکنیک ها، ماشین آلات و ابزارهای ماشینکاری سرعت بالای توسعه داده شده توجه بسیاری از محققین میکرو-نانو را به خود جلب کرده است. به علت پیشرفت های انجام شده، انعطاف بالای تولید و هزینه کمتر نسبت به شیوه های دیگر، میکروماشینکاری ابزاری توانسته است در میان شیوه های دیگر تولید میکرو-نانو پرطرفدار واقع شود. بسیاری از محققین تحقیقات خود را به میکروماشینکاری ابزاری معطوف کرده و تولید بسیاری از قطعات و محصولات را به این شیوه مورد بررسی قرار داده اند. تولید بسیاری از تجهیزات و وسایل با ابعادهای بسیار کوچک منوط به داشتن آگاهی به شیوه های تولید می باشد. برای اینکه بتوان شیوه های تولید میکرو-نانو را در کشور پیاده کرد علاوه بر آشنایی با این شیوه ها، آگاهی از آخرین پیشرفت ها و انجام آزمایش های عملی در آزمایشگاه های مجهز یک امر ضروری می باشد. برای استقلال تولید در زمینه تجهیزات میکرو-نانو، اولین مرحله پس از تحقیقات، راه اندازی آزمایشگاه های مجهز برای پژوهش می باشد. در این پروژه علاوه بر بررسی شیوه های تولید قطعات میکرو-نانو، تجهیزات و وسایل مورد نیاز برای تولید نیز بررسی شده و پیشنهاد راه اندازی مرکز پزوهشی-تولیدی به صورت دقیق نیز ارائه شده است. این مرکز پیشنهادی در ایران بدون نظیر بوده و قابلیت تولید بسیاری از قطعات مورد نیاز صنعت کشور و همچنین تحقیق و پژوهش در راستای توسعه شیوه های تولید و تجهیزات میکرو-نانو را دارا می باشد.