CC BY
53
янного и импульсного напряжения // Технология машиностроения. 1975. № 39. С. 3-10.
4. Котляр Л.М., Миназетдинов Н.М. Определение формы анода с учетом свойств электролита в задачах электрохимической размерной обработки металлов // ПМТФ. 2003. Т. 44. №3. С. 179-184.
5. Котляр Л.М., Миназетдинов Н.М. Моделирование процесса электрохимической обработки металла для технологической подготовки производства на станках с ЧПУ. М.: Академия, 2005. 200 с.
6. Лаврентьев М. А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного переменного. М.: Наука, 1987. 688 с.
7. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости. М.: Наука, 1979. 536 с.
I. Israfilov, L. Kotlyar, N. Minazetdinov
Regarding the problem of electrochemical machining by periodic cathode-tool
The mathematical model of electrochemical metal processing two-dimensional Ъproblem by the periodic triangular form cathode-tool is presented. In the solution of corresponding boundary value problem for analytical function in the field of electrolyte flow the analogy to problems of ideal liquidflow with free surfaces is used.
Key words: anode, cathode, harmonically function, potential.
Получено 28.12.10 г.
УДК 621.9.044
В.В. Любимов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой,
(4872) 35-26-81, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
Е.А. Сабинин, асп., [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ЭЛЕКТРОФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ
Рассмотрены расширение технологических возможностей и обоснование новых технологических схем электрофизико-химических методов обработки на примере лазерной обработки. Обоснована возможность замены электродов-инструментов плазменными каналами.
Ключевые слова: электрофизико-химическая обработка, нетвердотельный инструмент, наносекундное лазерное излучение, плазменный канал.
В машиностроительных методах обработки существуют различные задачи по достижению заданных геометрических параметров. По геометрическим параметрам есть задачи как по обработке ещё более габаритных
деталей, так и по миниатюризации изготавливаемых элементов (отверстий, пазов, пленок, нитей и других). Обе задачи являются равнозначно сложными, но более актуальной на современном этапе является проблема миниатюризации. Особую область составляют технологические объекты микро- и наноразмеров. Для изготовления таких объектов необходимы методы обработки, обеспечивающие возможность использования микро- и наноинструментов с обеспечением рациональных условий их функционирования.
Решения задач расширения технологической применимости методов обработки можно достичь:
- за счет совершенствования существующих нетрадиционных воздействий на материалы в результате использования электрических, тепловых, химических и др. полей, создаваемых в различных технологических средах (воздухе, жидкостях, вакууме и др.) [1,2];
- за счет создания на основе известных нетрадиционных методов обработки новых технологических систем, работающих в иных энергетических и временных диапазонах с использованием новых по физической сущности инструментальных систем.
По прочностным параметрам обрабатываемых материалов область применения может быть расширена на труднообрабатываемые или фактически необрабатываемые материалы с приемлемой производительностью известными методами обработки (сверхтвердые материалы, керамики, композиты и др.).
Современное инструментальное оснащение подавляющего большинства традиционных методов обработки и технологические схемы обработки основаны на ключевых принципах:
1) применение твердотельных инструментов;
2) большая прочность инструментального материала по сравнению с обрабатываемым материалом;
3) создание относительного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности.
Кроме того, в составе «жестких» технологических систем инструмент конструктивно должен обладать достаточной жесткостью.
При уменьшении размеров твердотельных инструментов возникает ряд проблем, связанных с требуемой прочностью, жесткостью, условиями теплоотвода из зоны обработки. Особенно ярко эти проблемы проявляются при обработке труднообрабатываемых материалов. Поэтому интенсивно развиваются такие методы обработки, в которых инструментами фактически являются различные виды полей (электрическое, тепловое и др.), создаваемые как ансамбль электрических искр, локальных электрохимических реакций, тепловых процессов и др. [1-3]. В дальнейшем подобные инструменты будем называть нетвердотельными. К числу методов, использующих нетвердотельные инструменты, относятся электрохимическая
размерная обработка, электроэрозионная обработка, лазерная обработка и т. п.
В настоящее время возможности и технологический потенциал вышеупомянутых методов используются недостаточно. Это объясняется тем, что нетвердотельные инструменты, такие, как электрическая дуга, искра, лазерный луч, электрохимическая реакция, имеют существенную геометрическую неопределенность по месту их воздействия на материал и их форме. Например, электрическая искра при электроэрозионной обработке слабо определена по форме и поперечным размерам [4]. Ещё большие трудности возникают при исследовании геометрической определенности зоны анодного растворения при электрохимической обработке. Такие исследования на уровне единичных актов анодного растворения фактически не выполнялись.
В электрохимическом и электроэрозионном методах обработки единичные нетвердотельные инструменты, как правило, формируются за счет использования твердотельных электродов-инструментов. И в этом случае эти методы имеют ряд недостатков, обусловленных необходимостью уменьшения межэлектродных зазоров, наличием определенного предела по электрической нагрузке, ограничениями, накладываемыми на электрод-инструмент в связи с его механическими свойствами [5,6]. Используя в качестве инструмента нетвердотельный проводник, обладающий свойствами классического электрода-инструмента, можно исключить негативные последствия от воздействия на инструмент различных факторов, сопутствующих процессу обработки.
Использование в электрофизико-химических методах обработки нетвердотельных инструментов требует наличия у них определенных свойств. Они должны быть локализованы в пространстве, геометрически определены по форме и положению, обладать высокой электропроводностью и т. п.
При использовании нетвердотельных инструментов форма единичного инструмента слабо влияет на получаемые геометрические элементы, когда размеры инструмента и элемента соотносятся как dд >> dи, где dд - условный размер формируемого геометрического элемента детали; dи - условный размер единичного нетвердотельного инструмента.
Миниатюризация элементов деталей приводит к сравнимости dд и dи, что обусловливает требование к детерминированности размеров и формы единичного нетвердотельного инструмента.
Рассмотрим лазерный луч как нетвердотельный инструмент и проанализируем способы его формирования и его параметры. Лазерный луч в различных технологических операциях, как правило, фокусируется до фокусного пятна в пределах 10...5000 мкм [3,7]. Для многомодовых лазеров
фокусное пятно формируется в виде отдельных участков или непрерывных контуров, заполняющих соответствующую выходную апертуру резонатора.
Технологически многомодовый лазерный луч чаще всего применяется, когда его сфокусированный размер меньше получаемых геометрических элементов, и его неоднородность устраняется кинематикой технологической схемы обработки.
Учитывая возможность современной оптики, могут быть существенно расширены технологические возможности лазерной обработки за счет создания различных геометрических обликов фокусного пятна. Например, возможно формировать в фокусе распределение интенсивности излучения в форме отрезка, перекрестия, треугольника, колец и более сложных форм с помощью линз, масок и дифракционных элементов [8,9]. Пример фасонного лазерного луча, сформированного с помощью дифракционных элементов, приведен на рис. 1.
Что касается кинематического фактора при лазерной обработке, то он используется в основном для макроперемещения луча в целом относительно поверхности. По аналогии с механической обработкой возможно создание микроперемещений в виде вращения, вибрации с обеспечением лучших условий лазерного воздействия. Например, известна схема лазерной сварки с повышением эффективности процесса при вибрации фокуса лазерного луча относительно поверхности свариваемых деталей [10].
а б
Рис. 1. Распределения интенсивности в сечении лазерного луча, получаемые с помощью дифракционных оптических элементов: а - экспериментально полученное; б - пример сложной геометрии
При несоответствии формы получаемого геометрического элемента и формы фокусного пятна образуются «свободные» зоны. В этом случае 5н.и< £форм, где 5н.и - площадь нетвердотельного инструмента; £форм - пло-
щадь «ометаемой» поверхности. В таких случаях, как правило, геометрический элемент формируют, сканируя «точечный» нетвердотельный инструмент по поверхности или обрабатывая некий контур в один или несколько проходов.
В случаях с микроформообразованием лазерным излучением с «неточечным» фокусным пятном можно формировать ещё более сложные геометрические элементы, обеспечивая микроперемещение луча. Например, можно вращать фокусируемый луч вокруг оси. Согласование частоты вращения с частотой следования импульсов (пакетов импульсов) открывает возможность дискретного формообразования с получением различных геометрических обликов в зависимости от коэффициента k в соотношении У2=к^, где ^ - частота следования импульсов; - частота вращения опти-
ческого элемента.
Следовательно, как показано на рис. 2, изменяя коэффициент ^ возможно обрабатывать область внутри окружности с необходимым заполнением. Например, задавая k достаточно малым, возможно полностью заполнить зону обработки (круг) с некоторой заданной точностью.
Фокусное пятно может не полностью соответствовать зоне разрушения, поскольку зона разрушения зависит от распределения мощности по сечению луча. Только при равной плотности мощности по сечению луча (рис. 3,а) будет верно соотношение Fф = Fз.p., где Fф - площадь фокального пятна (как правило, для гауссова лазерного луча диаметр луча принимается таким, что в него заключено 86,5 % от полной мощности луча) [11]; Fз.p. - площадь зоны разрушения.
а б в
Рис. 2. Пример импульсного лазерного формообразования с вращением фокусного пятна к:
0,5 (а); 1/6 (б); 1/30 (в)
Для одномодового луча соотношение площадей разрушения и фокусного пятна показано на рис. 3.
Соответственно, ^з.р = kFф, где k < 1,0.
При сравнении геометрических параметров получаемого элемента с размером фокусного пятна возникает проблема определенности размера области разрушения как для одно- и многомодовых лазерных лучей, так и для лучей, геометрия которых дополнительно преобразована оптической
172
системой. Соответственно являются актуальными исследования вопросов достижения определенной геометрии лазерного луча, его точности и т.д. Для этого требуется подбор соответствующих оптических систем и механизмов перемещения луча.
а б
Рис. 3. Распределение мощности лазерного излучения в поперечном сечении в пятне лазерного излучения: и - энергетический порог разрушения материала;
Гзр - площадь разрушения; Гф - площадь фокусного пятна
Расширение технологических возможностей обработки с использованием лазерного излучения не ограничивается только изменением формы теплового воздействия в лазерном пятне. Известны способы лазерной обработки, при которых происходит обработка материала с образованием плазмы, созданной оптическим пробоем [12,13]. Но создавать плазму целесообразно не только в зоне обработки, но и в объеме каустики лазерного излучения, поэтому необходимо проанализировать возможности подобного способа обработки. Сплошной, без разрывов, оптический пробой -плазменный канал - может быть получен фокусировкой лазерного излучения конической линзой (аксиконом) или цилиндрической линзой. Длина канала может быть различной и при достаточной мощности лазерного излучения зависит только от применяемой оптической системы.
Максимальная длина протяженного плазменного канала в фокусе цилиндрической линзы равна диаметру лазерного луча, что приводит к необходимости в использовании крупногабаритных оптических элементов. Канал в фокусе цилиндрической линзы также практически неприменим для формирования сложных полостей, углублений.
Более перспективны аксиконы, также позволяющие получать протяженные плазменные каналы. На рис. 4 изображено формирование плазменного канала в фокусе аксикона с усеченной вершиной. Участок 21 соответствует области, в которой не формируется бесселево распределение интенсивности, г2 - участок с излучением, прошедшим через коническую поверхность и имеющим распределение интенсивности, показанное на рис. 5,б. Плазменный канал длиной Ь и диаметром d, условно соответ-
ствующим диаметру центрального максимума распределения интенсивности, формируется на участке 21. Длина Ь может достигать сотен миллиметров, а диаметр центрального максимума интенсивности лазерного излучения может быть не более 100 микрометров.
а б
Рисунок 4. Фокусировка лазерного излучения аксиконом (а):
1 - аксикон; 2 - фокальный отрезок; 3 - плазменный канал; распределение интенсивности лазерного излучения в поперечном сечении фокального отрезка (б)
Для использования плазменного канала в качестве электрода-инструмента для электрофизико-химических методов обработки принципиальное значение имеют его физические свойства и геометрические параметры.
Геометрические размеры канала зависят от различных факторов: применяемой оптики, характеристик лазерного излучения, факторов среды, в которой образуется канал.
В фокусе аксикона при оптическом пробое образуется ряд расположенных на одной прямой очагов плазмы (очаги соответствуют максимумам интенсивности, расположенным вдоль фокального отрезка), которые в течение времени воздействия лазерного излучения сливаются в сплошной протяженный плазменный канал на большем участке фокального отрезка при достаточной мощности (рис. 5) [14].
После окончания лазерного импульса канал может иметь диаметр порядка нескольких микрометров, при этом после образования канал расширяется с образованием ударной волны. Исключение составляет режим предварительного сжатия канала в течение нескольких наносекунд при использовании пикосекундных и более коротких импульсов [15].
Энергия лазерного излучения и факторы внешней среды (давление, среда образования канала) влияют на геометрию плазменного канала. Как правило, превышение порога пробоя среды в несколько раз при длительности импульса более ~0,1 нс возможно приводит к возникновению периодической структуры с разрывами плазменного канала в виде «ёлочки», что связано с экранированием и отражением излучения от плазмы с высокой
плотностью электронов и ударным её распространением навстречу излучению [16,17].
12 3 4
Рис. 5. Схематичное изображение плазменного образования, сформированного импульсом лазерного излучения в фокусе аксикона:
1 - направление волнового фронта; 2- слившаяся сплошная структура; 3 - плазменное образование; 4 - затравочные неоднородности среды
Чтобы формируемая неоднородная структура канала не отражалась на обрабатываемой поверхности и не приводила к разрывам канала, необходимо применять лазерное излучение с длительностью импульса менее
0,1 нс либо не сильно превышающее пороговую интенсивность оптического пробоя. Для лучшей детерминированности формирования плазменного канала и его однородности можно изменять распределение интенсивности в исходном лазерном луче, фокусируемом линзой. Для этого в случае применения аксикона образующая конической поверхности аксикона может быть не прямолинейной, а согласованной с интенсивностью исходного луча [18].
В работе [19] было показано, что в интервале времени 0,2...1 мкс динамика радиуса плазменного канала может быть ориентировочно определена с помощью автомодельного решения для цилиндрической ударной волны сильного взрыва в газе:
г = (Е / р)1/4-л/7, (1)
где г - координата волны; Е - погонная энергия, т.е. энергия, вложенная в единицу длины канала; р - начальная плотность газа; ? - время распространения ударной волны.
Результаты расчетов по зависимости (1) изображены на рис. 6.
Сплошные протяженные плазменные каналы обладают значительной проводимостью в начальный период времени, сравнимый с длительностью лазерного импульса. Сплошной плазменный канал формируется за время, меньшее длительности лазерного импульса. При этом в соответствии с направлением приложенного электрического поля ток может протекать как вдоль, так и поперек плазменного канала. На начальной стадии протекания тока удельная электропроводность может достигать порядка 106 (Ом*м)-1 [19-21], сравнимая с удельной электропроводностью графита
[22].
Из графиков на рис. 7 видно, что при длительностях лазерного импульса в десятки наносекунд за период времени, равный 250 нс (около 5...7 длительностей лазерного импульса), удельная электропроводность уменьшается в 10 раз, а за 50 мкс - практически в 1000 раз.
Рис. 6. Зависимости радиуса плазменного канала от времени при различной погонной энергии лазерного излучения
Удельную электропроводность воздушной плазмы а через температуру электронов плазмы Те можно найти по следующей зависимости [20]:
а = 10,66 • Ге0’7.
График вышеприведенной зависимости для плазмы в воздухе при атмосферном давлении представлен на рис. 8.
а б
Рис. 7. Изменение удельной электропроводности плазменного канала в воздухе при атмосферном давлении с течением времени в различных экспериментах. Использовался лазер с длиной волны 1,064 мкм, длительность импульса составляла десятки наносекунд [9]. Временные интервалы: а - до 40 мкс; б - до 1,5 мкс.
а, 1/(Ом*м)
О ЗхЮ3 6хЮ3 9хЮ3 1.2хЮ4 1.5x104
Рис. 8. Зависимость удельной проводимости плазменного канала от температуры электронов плазмы, формируемой в воздухе при атмосферном давлении
Соотнеся известные экспериментальные данные (рис. 7) и расчетные данные (рис. 8) можно видеть, что температура канала уменьшается до 3000 2726,85 °С через 0,5...1 мкс и до 726,85 °С через 10 мкс. При этом из рис. 6 видно, что за 0,5 мкс канал расширяется до диаметра от 3 до 5 мм. Таким образом, можно использовать полученные данные для рекомендаций по технологическим регламентам при обработке плазменными каналами.
Из анализа динамики физических свойств и геометрических параметров плазменного канала можно предположить, что он может представлять собой нетвердотельный инструмент для разрушения материала (в период времени до 1000 длительностей лазерного импульса при наносекундных импульсах лазерного излучения), а также для термообработки или нанесения покрытий.
Формирование плазменного канала может прерываться в тех случаях, когда экранируется значительная часть инициирующего лазерного излучения. Однако возможен такой подбор мощности лазерного излучения, который позволит при перекрытии излучения на ближнем участке фокального отрезка сохраняться плазменному каналу на остальной части отрезка
[23], что предполагает предположить возможность обработки полостей, поперечные размеры которых (относительно оси лазерного луча) на порядок больше апертуры лазерного излучения, но при этом необходимо учитывать изменения в распределении интенсивности лазерного излучения.
Кроме этого, прекращение формирования плазменного канала при перекрытии апертуры аксикона может быть полезно для управления процессом обработки.
Формирование плазменного канала в рабочей среде под воздействием лазерного излучения неизбежно оказывает влияние на процесс удаления материала при электрообработке. Это вызвано комбинацией физических процессов, происходящих при самой электрообработке, и процессов, сопровождающих существование плазменного канала в рабочей среде: воздействие лазерного излучения на локальную зону рабочего промежутка, изменение гидродинамических режимов в зоне существования канала вследствие ударного воздействия плазмы на рабочую жидкость, тепловое лазерно-плазменное воздействие на рабочую жидкость и обрабатываемый материал.
Исходя из возможностей осуществления обработки по различным способам, возможности осуществления энергообеспечения через плазменный канал и известных ограничений для формирования импульсного плазменного канала предложен ряд кинематико-технологических схем, представленных на рис. 9.
Авторами было получено решение о выдаче патента на изобретение
[24] способа обработки токопроводящих материалов с применением вышеописанных плазменных каналов
ж з
Рис. 9. Примеры возможных кинематико-геометрических схем обработки с использованием плазменного канала: 1 - заготовка;
2 - плазменный канал; а - формирование фасонной полости; б - формирование внешнего контура заготовки; в - точение; г - вырезание; д - гравирование; е - формирование заданного рельефа поверхности; ж - отрезка длинномерных заготовок; з - нанесение покрытий
или термообработка
Выводы. Многие нетвердотельные инструменты, такие, как электрическая искра, лазерный луч, перспективны с точки зрения расширения
их технологических возможностей. На примере лазерного излучения показано, что актуальны дальнейшие исследования по приданию заданной геометрии нетвердотельному инструменту, осуществлению перемещений, использованию сопутствующих физических эффектов.
Показано, что наносекундным лазерным излучением возможно формировать нетвердотельные инструменты - плазменные каналы, обладающие следующими свойствами:
- значительное отношение длины и поперечных размеров (до 1000:1);
- отсутствие износа и ограничений, свойственных твердотельным инструментам в электрообработке;
- комбинирование нескольких процессов для эффективной обработки материала;
При использовании плазменного канала как инструмента существует и ряд проблем:
- нарушение формирования плазменного канала в рабочей жидко -сти при рассеивании и поглощении излучения побочными продуктами обработки. Возможно полное или частичное устранение этого фактора за счет достаточно быстрой прокачки рабочей жидкости;
- необходимость специфических токоподводов;
- непостоянство физических свойств и геометрических параметров плазменного канала во времени. При этом возможна их повторяемость от импульса к импульсу.
При формировании плазменных каналов для повышения точности процесса обработки в ряде случаев необходимо и возможно выравнивание интенсивности лазерного излучения вдоль фокального отрезка при небольшом превышении пороговой интенсивности. При необходимости получения поверхности с соответствующей периодической структурой можно использовать плазменные каналы с ёлочной или гофрированной геометрией.
При использовании соответствующих оптических систем возможна реализация множества кинематико-технологических схем с использованием плазменных каналов.
Список литературы
1. Коваленко В.С. Технология и оборудование электрофизических и электрохимических методов обработки материалов: учебное пособие. Киев: Вища школа, 1983. 107 с.
2. Электрофизико-химические методы обработки материалов: учебное пособие для вузов. / В.В. Любимов [и др.]. Тула: ТулГУ, 2004. 255 с.
3. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: справочник. / Н.Н. Рыкалин [и др.]. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.
4. Antoine Descoeudres. Characterization of electrical discharge machining plasmas. Pour l’obtention du grade de docteur es sciences / Lausanne: EPFL. 2006. These № 3542.
5. Попилов Л.Я. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л.: Машиностроение, 1971. 544 с.
6. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л. Амитан [и др.]; под общ. ред. Волосатова В.А. Л.: Машиностроение, 1988. 719 с.
7. Advanced Micro and Nanosystems. Vol. 5. Micro Process Engineering / edited by Norbert Kockmann. WILEY-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA. Weinheim, 2006
8. Институт автоматики и электрометрии СО РАН: [сайт]. URL: http://www.sibai.ru/content/view/799/929/ (дата обращения: 3.10.2010).
9. Абрамочкин Е.Г., Волостников В.Г. Спиральные пучки света // Успехи физических наук. 2004. Т. 174. № 12. С. 1273 - 1300.
10. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: учеб. пособие для вузов / под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2006. 664 с.
11. Голубев В.С., Лебедев Ф.В. Лазерная техника и технология. Кн.
2. Инженерные основы создания технологических лазеров: учеб. пособие для вузов; под ред. А.Г. Григорьянца / М.: Высшая школа, 1988. 176 с.
12. Шафеев Г.А. Лазерная активация и металлизация диэлектриков// Квантовая электроника. №12. 1997.
13. Косарева О.Г., Григорьевский А.В., Кандидов В.П. Формирование протяженных плазменных каналов в конденсированной среде в результате аксиконной фокусировки фемтосекундного лазерного импульса// Квантовая электроника. №11. 2005.
14. Лазерная искра со сплошным каналом в воздухе / В.В. Коробкин [и др.]. // Квантовая электроника. Т. 12. №5. 1983. С. 959 - 963
15. Марин М.Ю. Динамика и структура оптических разрядов в бесселевых лазерных пучках: диссертация кандидата физико-математических наук: М., 2005.
16. Структура искрового канала при оптическом пробое газов атмосферного давления в каустике аксикона / В.В. Коробкин [и др.]. // Квантовая электроника. Т. 16. №9. 1989. С. 1885 - 1894.
17. Динамика периодических структур в протяженной лазерной искре / С.С. Бычков [и др.]. // Квантовая электроника. Т. 26. №3. 1999. С. 243
- 245.
18. Фокусировка гауссовых и гипергауссовых лазерных пучков ак-сиконами для получения сплошных лазерных искр / В.В. Коробкин [и др.]. // Квантовая электроника. Т. 13. №2. 1986.
19. Свойства сплошных протяженных лазерных искр в газах пониженного давления / А.И. Кобылянский [и др.]. // ИВТАН. Препринт №5264. М., 1989. 59 с.
20. Пятницкий Л.Н., Коробкин В.В. Волновые пучки с компенсированной дифракцией и протяженные плазменные каналы на их основе // Тр. Института общей физики РАН. 2000. Т. 57.
21. Измерение электропроводности плазмы бесселева пучка /
С.С. Бычков [и др.]. // ИФТПЭ ОИВТ РАН.
22. Кайе Г., Лаби Т. Физические и химические константы. М.: Энергоатомиздат, 1978. 102 с.
23. Создание в вакууме протяженного плазменного канала при воздействии квазибесселева пучка на мишень / В.М. Батенин [и др.]. // Квантовая электроника. Т. 31. № 5. 2001.
24. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке RU № 2009113481/02. Способ обработки токопроводящих материалов. Любимов В.В., Сабинин Е.А. Заявлено 13.04.2009.
V. Lubimov, E. Sabinin
Enhancemet of technological capabilities and justification of new technological schemes of electromachining techniques
Enhancement of technological capabilities and justification of new technological schemes of electromachining techniques on the example of laser machining were examined. Possibility of replacing the tool electrode with plasma channels was justified.
Key words: electromachining, nonsolid-state tool, nanosecond laser radiation, plasma channel.
Получено 28.12.10 г.
УДК 621.9.048
А.Р. Абитов, асп. (4872) 35-24-52, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ФАСОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПЛАСТИНАХ КРЕМНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Методом электроэрозионной обработки получены фасонные элементы различного профиля на поверхностях кремниевых пластин. Произведены исследования влияния рабочих жидкостей, материалов электродов инструментов и технологических параметров обработки на производительность, точность формообразования и качество поверхностей полученных элементов.
Ключевые слова: кремний, электроэрозия, разряд, фасонный элемент.
Введение. Одним из основных материалов для изготовления изделий микромеханики, интегральных микросхем и микросистем является кремний. Помимо общеизвестных полупроводниковых свойств, кремний
