بررسی تجربی و عددی تاثیر پارامترهای محیطی بر ریختشناسی سطح ریزسازههای تولید شده با ادغام فرایند ساخت افزایشی و الکتروفرمینگ
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
doi
10.22034/ijme.2024.477345.2006چکیده
با توسعه روزافزون حوزه میکروالکترومکانیک، تقاضا برای قطعات فلزی با ابعاد کوچک به طور چشمگیری افزایش یافته است. در میان روشهای تولید ریزسازههای فلزی، فرایند لیگا با بهرهگیری از روش الکتروفرمینگ، دقت ابعادی و صافیسطح بالایی را ارائه میدهد اما دارای محدودیتهایی چون تجهیزات گرانقیمت و عدم انعطافپذیری در طراحی میباشد. ادغام فرایند ساخت افزایشی و الکتروفرمینگ، محدودیتهای فرایند لیگا در تولید ریزسازههای فلزی را کاهش میدهد. پارامترهای محیطی فرایند الکتروفرمینگ تاثیر زیادی بر ریختشناسی سطح، بروز حفره و رشد قارچی محصول نهایی دارد. در پژوهش جاری تاثیر پارامترهای محیطی از قبیل فاصله آند-کاتد، اسیدی یا غیراسیدی بودن الکترولیت، غلظت سولفاتمس و سیستم همزن روشن یا خاموش بر ریختشناسی سطح ریزسازههای تولید شده با ادغام فرایند ساخت افزایشی و الکتروفرمینگ فلز مس مورد مطالعه قرارگرفته است. همچنین با هدف صرفهجویی درهزینه و زمان آزمایش، از شبیهسازی عددی فرایند الکتروفرمینگ در نرمافزار کامسول برای پیشبینی پروفیل ضخامت لایه نشانیشده طی فرایند استفاده شده است. نتایج تجربی نشان میدهد که افزودن مقدار 78 گرم سولفوریکاسید به الکترولیت سبب بهبود چشمگیر صافیسطح میشود، همچنین در غلظتهای پایین سولفاتمس (حدود80گرم بر لیتر) رشد قارچی بر لایهای غالب میشود. با بررسی تجربی و عددی تاثیر فاصله آند-کاتد بر زبری سطح و ضخامت لایهنشانی شده مشاهده شد این پارامتر تاثیرکمی بر زبری و پروفیل سطح دارد. نتایج عددی، بیشینه خطای5/7 درصد را نسبت به مدل تجربی نشان میدهند.