Μικροκατεργασίες Κοπής
Στάθμη γνώσεων σε θέματα μικροκατεργασιών με επισυναπτόμενη βιβλιογραφία
Το παραδοτέο παρουσιάζει τη στάθμη γνώσεων στο πεδίο των μικροκατεργασιών και της μικροχύτευσης, με έμφαση στις τεχνολογίες που σχετίζονται με τον σχεδιασμό και την κατεργασία μέσω CNC και CAD/CAM, στο πλαίσιο του έργου Mosaic. Ξεκινά με μια σύντομη ιστορική αναδρομή από τις πρώτες χειροκίνητες κατεργασίες λίθων και μετάλλων, περνά στη βιομηχανική επανάσταση και στην εμφάνιση μηχανοκίνητων εργαλειομηχανών, και καταλήγει στη σύγχρονη εποχή των εργαλειομηχανών CNC υψηλής ακρίβειας και των μικροκατεργασιών σε κλίμακα μm και nm.
Στη συνέχεια ορίζεται ο όρος «μικροκατεργασίες» και παρουσιάζεται το ιστορικό τους χρονολόγιο: από τις παραδοσιακές μικροτεχνικές (ωρολογοποιία) και τα πρώτα μικροσυστήματα των Bell Labs, έως την καθιέρωση τεχνικών μικρομηχανικής (MEMS, DRIE, laser, EDM) και τη σημερινή ενσωμάτωση CAD/CAM, αισθητήρων και τεχνητής νοημοσύνης για βελτιστοποίηση των παραμέτρων κατεργασίας. Ακολουθεί εκτενής ταξινόμηση των μεθόδων μικροκατεργασίας: μηχανικές (micro-milling, micro-turning, micro-grinding), φωτολιθογραφία και εγχάραξη, ενεργειακά υποβοηθούμενες κατεργασίες (laser, micro-EDM, EBM, υπέρηχοι), μικροδιαμόρφωση (microforming) και προσθετικές μέθοδοι (2PP, micro-SLA, inkjet μικροεκτύπωση), καθώς και θερμικές μέθοδοι όπως η μικροχύτευση.
Ένα μεγάλο μέρος αφιερώνεται στην κατασκευή καλουπιών και στη μικροχύτευση πολυμερών και μετάλλων: περιγράφονται οι απαιτήσεις σε υλικά, ανοχές και ποιότητα επιφανείας, το χρονολόγιο της τεχνολογίας καλουπιών, τα στάδια σχεδίασης (3D CAD, κανάλια ψύξης, προσομοιώσεις ροής), επιλογής υλικού, κατεργασίας με CNC μικροκατεργασίες και, τέλος, η ίδια η διαδικασία μικροχύτευσης (σχεδίαση/παρασκευή καλουπιού, επιλογή υλικού, διαμόρφωση, αποκόλληση, μεταεπεξεργασία). Παρουσιάζονται επίσης ενδεικτικές ερευνητικές εργασίες σε μικρο-χύτευση ακριβείας κράματος Zn-Al₄ και στην εξέλιξη της μικροχύτευσης ως ώριμης τεχνολογικής πλατφόρμας για πολυμερή, μέταλλα και νανοσύνθετα.
Τέλος, το παραδοτέο εστιάζει στις μεθόδους μικροκοπής με CNC (micro-milling, micro-EDM, micro-grinding) και στις εφαρμογές τους: αναλύονται φαινόμενα μικροκλίμακας (minimum chip thickness, ploughing, size effect), η βελτιστοποίηση παραμέτρων κοπής και η φθορά εργαλείων, μελέτες σε μικροκανάλια, λεπτότοιχα τοιχώματα και μικρο-ρευστομηχανικά κανάλια, καθώς και έμμεσες μετρολογικές τεχνικές με σιλικονούχα εκμαγεία. Στα συμπεράσματα υπογραμμίζεται ότι ο συνδυασμός μικροκατεργασιών, μικροχύτευσης και σύγχρονων ψηφιακών εργαλείων (CNC, CAD/CAM) επιτρέπει την ακριβή και επαναλαμβανόμενη παραγωγή πολύπλοκων μικροδομών, τόσο για βιομηχανικές εφαρμογές (αεροδιαστημική, ιατροτεχνολογία, μικροηλεκτρονική) όσο και για την πιστή αναπαραγωγή ψηφιδωτών και άλλων πολιτιστικών αντικειμένων στο πλαίσιο του έργου Mosaic.