Hybrid processes in manufacturing

Lauwers, Bert; Klocke, Fritz; Klink, Andreas; Tekkaya, A. Erman; Neugebauer, Reimund; Mcintosh, Don

doi:10.1016/j.cirp.2014.05.003

Cited by 373 publications

(166 citation statements)

References 153 publications

Supporting

Mentioning

131

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…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.…”

Section: Wprowadzenieunclassified

Influence of electrochemical assistance on the cutting forces in microturning process

Grabowski¹,

Skoczypiec²

2015

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

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

show abstract

Section: Wprowadzenieunclassified

Influence of electrochemical assistance on the cutting forces in microturning process

Grabowski¹,

Skoczypiec²

2015

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В связи с этим в станкостро-ении отчетливо наблюдается особый интерес к разработке нового типа технологического оборудования -гибридных обрабатывающих комплексов, обладающих полифункциональ-ными возможностями [1][2][3][4][5][6]. Комплексиро-вание различных процессов в одном станке: лазерная поверхностная закалка в сочетании с механической обработкой [7,8], абразивное шлифование -поверхностная закалка [9][10][11], резание -закалка [12], точение -закалка -шлифование, обусловлено стремлением раз-работчиков к расширению технологических возможностей станков и обеспечение их авто-номной работы в гибком машиностроительном производстве [13,14].…”

Section: Introductionunclassified

Technological features of forming the quality characteristics of the surface layer during diamond smoothing in the integrated processing

Skeeba¹,

Pushnin²,

Kornev³

et al. 2015

Metal Working and Material Science

View full text Add to dashboard Cite

“…Traditionally, hybrid processes have been defined as a combination of techniques acting simultaneously in a single processing area, i.e., laser-assisted machining (LAM) [80,81]. However, following recent process improvements, this definition has broadened to include configurations in which the advantages of more than two processes are integrated [82]. -All processes contribute to process improvements.…”

Section: Same Scale In Width and Heightmentioning

confidence: 99%

Hybrid 3D printing by bridging micro/nano processes

Yoon

Jang

Kim

et al. 2017

J. Micromech. Microeng.

View full text Add to dashboard Cite

The aim of this work was to develop a novel hybrid manufacturing method for nanoscale three-dimensional (3D) printing with multi-material capabilities. 3D structuring methods at the micro/nanoscale are major goals of various engineering fields, and much work has been carried out to improve the minimum feature size, geometrical complexity, and material selection. With the aim of nanoscale multimaterial printing, a hybrid process was reported with an integrated nanoparticle deposition system (NPDS) and focused ion beam (FIB) system; however this process has limitations in terms of surface roughness and control over the layer thickness, as well as with the process scale, and furthermore, lack of sacrificial layers.In this dissertation, a novel hybrid process is described, which combines aerodynamically focused nanoparticle (AFN) printing, micro-machining and focused ion beam (FIB) milling. AFN printing is based on NPDS, and micromachining was used for local planarization. In addition to these processes, spincoating was used to fabricate sacrificial layers. By bridging these different II micro/nanoscale processes, the resulting hybrid process can address the limitations of the individual processes.To create the hybrid process, each process was investigated to enable compatibility. With the AFN printing system, the surface morphology of a detached substrate was observed, and the bonding mechanism between the substrate and nanoparticles was investigated. A novel printing strategy was identified to reduce the scale of the process. With the micro-machining system, different tool geometries were investigated. Complex geometries inspired by conventional-scale tools were implemented on the micro-scale, and their effects were investigated. With the FIB system, material re-deposition phenomena were investigated to reduce defects that occur during ion sputtering. A novel path-generation strategy was identified and investigated for different scanning paths.Process capability is discussed using fabrication examples and functional applications. The novel hybrid process represents a significant advance in the state of the art, and enables far improved process scales or dimensional degree of freedom, without losing the advantages of broad choice of materials.3D-pinted micro bi-material cantilevers were fabricated as a thermal actuator.The mechanical and thermal properties of the structure were investigated using an in-situ measurement system, and irregular thermal phenomena were analyzed. It is expected that these in-situ measurements of the 3D printed microstructure will contribute to materials research.Various 3D structures can be fabricated using the process described here from a range of metal/ceramic inorganic materials, including polymers. In particular, it is expected that the process will contribute to the area of customized nanoscale structuring, with potential applications in medical treatments. It is also expected that this work will contribute to further improvements in manufacturing technology by combining different m...

show abstract

Hybrid processes in manufacturing

Cited by 373 publications

References 153 publications

Influence of electrochemical assistance on the cutting forces in microturning process

Influence of electrochemical assistance on the cutting forces in microturning process

Technological features of forming the quality characteristics of the surface layer during diamond smoothing in the integrated processing

Hybrid 3D printing by bridging micro/nano processes

Contact Info

Product

Resources

About