Сканирующие зондовые микроскопы – один из основных инструментов исследователя наномира – стали близкими "родственниками" нового типа оборудования – цифровых обрабатывающих центров.

DOI:10.22184/1993-8578.2015.55.1.64.70

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Под редакцией Ю-Винг Май, Жонг-Жен Ю
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #1/2015
Д.Коростелев, Д.Яминский, И.Яминский
Обрабатывающие центры для наноиндустрии
Просмотры: 5053
Сканирующие зондовые микроскопы – один из основных инструментов исследователя наномира – стали близкими "родственниками" нового типа оборудования – цифровых обрабатывающих центров.

DOI:10.22184/1993-8578.2015.55.1.64.70
На рис.1 представлено изображение двуглавого орла и надпись "ЦМИТ" – сокращенное наименование Центра молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии", который успешно развивается при тесном сотрудничестве МГУ им. М.В.Ломоносова и компании "Центр перспективных технологий". Хронологию запуска и развития ЦМИТ можно проследить по публикациям в журнале "Наноиндустрия" [1–4].

За короткое время у ЦМИТ "Нанотехнологии" два, на наш взгляд, существенных достижения в области технологического развития. Во-первых, удалось собственными руками создать 3D-принтер оригинальной конструкции, во-вторых, начать выпуск цифровых обрабатывающих центров – фрезерных, токарно-фрезерных, гравировальных станков. Технология прошла успешную апробацию при изготовлении уникальных деталей из пластмасс, дерева и других материалов. Цифровые обрабаты­вающие центры сразу нашли устойчивый спрос в современной деревообработке, существенно сократив время от творческой идеи до готового изделия.

Нано как основа

Что помогло достичь быстрого успеха в этих направлениях? В первую очередь, это 30-летний опыт в области сканирующей зондовой микроскопии. Сканирующие зондовые микроскопы видят нано- и микромир в трех измерениях, то есть по своей сути – это первые 3D-микронаноскопы. Микронано – это фемто: 10-6∙10-9=10-15. По этой причине выпускаемые 3D сканирующие зондовые микроскопы мы назвали "ФемтоСкан".

Ключевой момент во всех трех устройствах – 3D-принтере, цифровом 3D-обраба-тывающем центре и 3D-микроскопе – точное перемещение детали или образца по трем координатам, схожая электроника и одинаковые алгоритмы управления, механика жесткой конструкции с малым температурным дрейфом. 3D микроскоп "ФемтоСкан" тоже может работать как микронанообрабатывающий центр, например, строить трехмерные изображения "наноенотов" (рис.3).

О технических параметрах сканирующего зондового микроскопа "ФемтоСкан" было написано немало, сейчас такие приборы успешно исполь­зуются во многих ведущих научных и образовательных центрах. Так, в ЦМИТ "Нанотехнологии" имеется шесть полнофункциональных сканирующих зондовых микроскопов.

От нано к макро

В качестве примера цифрового 3D-обрабаты-вающего центра рассмотрим модель SCHWEDT 3000. Этот трехкоординатный фрезерно-гравировальный станок портального типа с числовым программным управлением (ЧПУ) применяется для 2D-, 2.5D- и 3D-фрезерной обработки любых пород дерева, композитов из дерева, всех видов пластиков, мягких металлов и сплавов, например, алюминия и дюралюминия. Основные характеристик станка приведены в табл.1.

Конструкция SCHWEDT 3000 характеризуется следующими особенностями:

•высота пролета портала 200 мм позволяет обрабатывать габаритные заготовки, в том числе изделия в сборе (например, для гравирования маркировки), а также дает возможность установки четвертой оси;
•по оси Z предусмотрен ход шпинделя за пределы зоны обработки с запасом на фрезу (70 мм) и холостые ходы (10 мм), что обеспечивает удобство замены фрез;
•используются четыре привода, два из которых несут портал станка (сдвоенная ось Y). Благодаря этому повышена жесткость конструкции и возможна автоюстировка портала на перпендикулярность осей;
•применение шпинделя с водяным охлаждением обеспечивает низкий шум при работе, малый разброс (так как отсутствует воздушный поток) мелких отходов обработки даже без применения насадки аспирации, что важно при использовании четвертой оси;
•применение зубчатых реек с классом точности С7, более устойчивых к пыли, чем шарико-винтовая передача;
•бесщеточные сервоприводы вместо шаговых двигателей (табл.2) по всем осям.
3D-обрабатывающие центры SCHWEDT уже работают на производстве. Наш следующий шаг – создание полнофункциональных цифровых станков для обработки всего спектра конструкционных материа­лов, в том числе стали, чугуна, титана и пр.

Приходите к нам в ЦМИТ "Нанотехнологии"! Для обучения и практических занятий в вашем распоряжении будет фрезерно-гравировальный цифровой обрабатывающий центр, представленный на рис.4.

Авторы признательны за помощь Центру инновационного развития г.Москвы и Департаменту науки, промышленной политики и предпринимательства г.Москвы.
Литература

1.Мешков Г., Синицына О., Яминский Д., Яминский И. Центр молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии": конкурсы объявлены // Наноиндустрия, 7(50), с. 50–54 (2014).
2.Яминский И., Мешков Г. Центр молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии" // Наноиндустрия, 4(50), с. 60–66 (2014).
3.Яминский И. ЦМИТ "Нанотехнологии": первые шаги // Наноиндустрия, 6(52), с. 44–48 (2014).
4.Федосеев А., Яминский И. Неделя инноваций в Москве: 2-я Всероссийская конференция ЦМИТ "Коммерциализация креативности" и открытие ЦМИТ "Нанотехнологии" // Наноиндустрия, 8(54), с. 32–40 (2014).
5.Синицына О., Мешков Г., Яминский И. Визуа­лизация атомной решетки графита: идеи для практикума // Наноиндустрия, № 1(25), с. 52–54 (2011).
6.Мешков Г., Синицына О., Швец В., Яминский И. Аномальная проводимость террас на поверхности графита // Наноиндустрия, 1 (19), с. 18–19 (2010).
7.Sinitsyna O.V., Meshkov G.B., Yaminsky I.V. A novel tool for the local anodic oxidation of graphite. – International Conference on Nanoengineering and Nanosystems,15 April 2010, Edinburgh, Book of abstracts, p. 9
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art