W artykule przedstawiono koncepcję wspomagania elektrochemicznego procesu mikrootoczenia. Na zaprojektowanym specjalistycznym stanowisku badawczym przeprowadzono weryfikację doświadczalną zaproponowanej metody obróbki hybrydowej. Otrzymane wyniki potwierdziły korzystny wpływ wspomagania elektrochemicznego na zmniejszenie sił oraz zużycie narzędzia skrawającego w procesie mikrootoczenia wzdłużnego.SŁOWA KLUCZOWE: obróbka hybrydowa, mikrotoczenie, wspomaganie elektrochemiczne, siły skrawania.
WprowadzenieWzrost zapotrzebowania na przedmioty zminiaturyzowane, których przynajmniej jeden z charakterystycznych wymiarów jest < 1 mm powoduje, że tradycyjne metody ich wytwarzania są bardzo często nieskuteczne lub nieopłacal-ne. Dodatkowo rozwój inżynierii materiałowej sprawił, że dysponuje się obecne materiałami posiadającymi podwyż-szone właściwości mechaniczne, co znacznie utrudnia, a w niektórych przypadkach uniemożliwia efektywne ich kształtowanie. Jedną z możliwości efektywnego kształtowa-nia mikroelementów jest zastosowanie tzw. obróbki hybrydowej. Z punktu widzenia możliwości obróbki oraz jej wydajności zastosowanie naprzemiennie lub w tym samym czasie różnych form energii staje się uzasadnione ekonomicznie. Dzięki synergii dwóch różnych źródeł energii uzyskujemy większe korzyści podczas obróbki niż gdybyśmy zastosowali każdą z nich z osobna. Zastosowanie obróbki hybrydowej pozwala uzyskać lepszą dokładność kształtowo-wymiarową, jakość uzyskiwanych powierzchni czy mniejsze zużycie narzędzia jednocześnie eliminując działania niekorzystnych efektów ubocznych występującej w każdej z obróbek z osobna. Jako przykład najczęściej wprowadzanych źródeł wspomagających proces można zaliczyć: promieniowanie laserowe, drgania ultradźwiękowe, ścierniwa czy roztwarzanie chemiczne [1]. Przedstawiony artykuł porusza problemy wytwarzania mikroelementów (mikrowałków) w kinematyce toczenia wzdłużnego jak również przedstawia wyniki zastosowania wspomagania elektrochemicznego do poprawy warunków skrawania.
Charakterystyka procesu mikrootoczeniaOstatnie dziesięciolecia charakteryzują się bardzo dynamicznym rozwojem mikrotechnologii w aspekcie dokładno-ści jak również różnorodności stosowanych materiałów. Obecnie dominującym procesem w wytwarzania mikroelementów dla potrzeb sektora MEMS są metody wykorzystywane do produkcji układów scalonych takie jak litografia czy trawienie bazujące na materiałach krzemowych i jego pochodnych. Należy zauważyć, że otrzymane tymi metodami struktury mają często bardzo niski współczynnik kształtu, a opłacalność tych metod następuje dopiero przy produkcji wielkoseryjnej, co wyklucza je z możliwości stosowania w produkcji małoseryjnej lub pojedynczych elementów. Z drugiej strony postęp w technologii obrabiarek konwencjonalnych szczególnie w zakresie bardzo precyzyjnych 1 mgr inż. Marcin Grabowski (marcin.grabowski@mech.pk.edu.pl) 2 dr hab. inż. Sebastian Skoczypiec