නිරවද්‍ය කිරිගරුඬ ත්‍රි-අක්ෂ ගැන්ට්‍රි වේදිකාව අතිශය නිරවද්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ නව මිණුම් ලකුණක් සකසයි

දියුණු නිෂ්පාදන ක්ෂේත්‍රයේ වේගයෙන් විකාශනය වන භූ දර්ශනය තුළ, නිරවද්‍යතාවය අවසාන සීමාව ලෙස පවතී. අද වන විට, කර්මාන්ත ප්‍රමිතීන් නැවත අර්ථ දැක්වීම සඳහා නවෝත්පාදනයක් සකසා ඇත: නිරවද්‍ය කිරිගරුඬ ත්‍රි-අක්ෂ ගැන්ට්‍රි වේදිකාව, කාර්මික යෙදුම්වල කලින් ලබා ගත නොහැකි යැයි සිතූ මයික්‍රෝන මට්ටමේ නිරවද්‍යතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා ස්වාභාවික ග්‍රැනයිට් වල ආවේණික ස්ථායිතාව අති නවීන යාන්ත්‍රික සැලසුම සමඟ ඒකාබද්ධ කරන ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ ආශ්චර්යයකි.

ස්ථාවරත්වය පිටුපස ඇති විද්‍යාව

මෙම තාක්ෂණික පිම්මෙහි හදවතෙහි අනපේක්ෂිත ද්‍රව්‍යමය තේරීමක් ඇත: ස්වාභාවික ග්‍රැනයිට්. වේදිකාවේ 1565 x 1420 x 740 mm නිරවද්‍යතාවයෙන් යුත් යන්ත්‍රෝපකරණ කිරිගරුඬ පදනම නිර්මාණ සෞන්දර්යයක් පමණක් නොවේ - එය ඉහළ නිරවද්‍යතා පද්ධතිවල ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීමේ පැරණි අභියෝගයට විද්‍යාත්මක විසඳුමකි. “ග්‍රැනයිට් වල අතිශය අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය (2.5 x 10^-6 /°C) සහ සුවිශේෂී තෙතමනය අඩු කිරීමේ ලක්ෂණ සාම්ප්‍රදායික ලෝහ ව්‍යුහයන්ට වඩා පාරිසරික උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයන් සහ යාන්ත්‍රික කම්පන වලට ප්‍රතිරෝධී වන පදනමක් සපයයි,” නිරවද්‍ය ඉංජිනේරු පර්යේෂණ ආයතනයේ ප්‍රධාන යාන්ත්‍රික ඉංජිනේරු ආචාර්ය එමිලි චෙන් පැහැදිලි කරයි.

මෙම ස්වාභාවික වාසිය කර්මාන්ත හරහා ප්‍රධානීන් යොමු කරන කාර්ය සාධන මිනුම් වෙත කෙලින්ම පරිවර්තනය වේ. වේදිකාව ±0.8 μm පුනරාවර්තන හැකියාව ලබා ගනී - එනම් දෘශ්‍ය ආලෝකයේ තරංග ආයාමයට වඩා කුඩා අපගමනයන් සහිත ඕනෑම ස්ථානයකට ආපසු යා හැකි අතර - වන්දි ගෙවීමෙන් පසු ±1.2 μm ස්ථානගත කිරීමේ නිරවද්‍යතාවය, චලන පාලන පද්ධති සඳහා නව ප්‍රමිතියක් සකසයි.

චලිතයේ ඉංජිනේරු විශිෂ්ටත්වය

එහි ස්ථාවර පදනමෙන් ඔබ්බට, වේදිකාවේ ත්‍රි-අක්ෂ ගැන්ට්‍රි සැලසුමට හිමිකාර නවෝත්පාදන කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. X-අක්ෂයේ අධිවේගී චලනය අතරතුර ව්‍යවර්ථ විරූපණය ඉවත් කරන ද්විත්ව ධාවක පද්ධතියක් ඇති අතර, X සහ Y අක්ෂ දෙකම තිරස් සහ සිරස් තල දෙකෙහිම ≤8 μm සෘජු බවකින් 750 mm ඵලදායී ගමනක් ලබා දෙයි. මෙම මට්ටමේ ජ්‍යාමිතික නිරවද්‍යතාවය සංකීර්ණ ත්‍රිමාණ ගමන් පථ පවා උප-මයික්‍රෝන නිරවද්‍යතාවය පවත්වා ගැනීම සහතික කරයි.

පද්ධතියේ චලන හැකියාවන් වේගය සහ නිරවද්‍යතාවය අතර කැපී පෙනෙන සමතුලිතතාවයක් ඇති කරයි. එහි උපරිම වේගය 1 mm/s සුළු බවක් පෙනෙන්නට තිබුණත්, එය සියුම් පාලනයක් සහ මන්දගාමී ස්කෑන් කිරීමක් අවශ්‍ය යෙදුම් සඳහා ප්‍රශස්තිකරණය කර ඇත - එහිදී නිරවද්‍යතාවය වේගවත් චලනයට වඩා වැදගත් වේ. ප්‍රතිවිරුද්ධව, 2 G ත්වරණ හැකියාව ප්‍රතිචාරාත්මක ආරම්භක-නැවතුම් කාර්ය සාධනය සහතික කරයි, නිරවද්‍ය පරීක්ෂණ ක්‍රියාවලීන්හි ප්‍රතිදානය පවත්වා ගැනීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.

කිලෝග්‍රෑම් 40 ක බර ධාරිතාවක් සහ 100 nm විභේදනයක් (මි.මී. 0.0001) සමඟින්, වේදිකාව සියුම් ක්ෂුද්‍ර හැසිරවීම සහ කාර්මික ශක්තිමත් බව අතර පරතරය පියවයි - නිෂ්පාදන අංශ හරහා සැලකිය යුතු උනන්දුවක් ජනනය කරන බහුකාර්යතාවකි.

තීරණාත්මක කර්මාන්ත පරිවර්තනය කිරීම

මෙම නිරවද්‍ය ඉදිරි ගමනේ ඇඟවුම් බහු අධි තාක්‍ෂණික අංශ හරහා විහිදේ:

නැනෝමීටර පරිමාණයේ දෝෂ පවා චිප්ස් නිෂ්ඵල කළ හැකි අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේදී, වේදිකාවේ ස්ථායිතාව වේෆර් පරීක්ෂාව සහ ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි පෙළගැස්වීමේ ක්‍රියාවලීන්හි විප්ලවීය වෙනසක් සිදු කරයි. "මුල් අත්හදා බැලීම් වලදී දෝෂ හඳුනාගැනීමේ අනුපාත 37% කින් වැඩි දියුණු වන බව අපි දකිමු," ප්‍රමුඛ අර්ධ සන්නායක උපකරණ නිෂ්පාදකයෙකුගේ ජ්‍යෙෂ්ඨ ක්‍රියාවලි ඉංජිනේරු මයිකල් ටොරස් වාර්තා කරයි. "කිරිගරුඬ පාදයේ කම්පන තෙතමනය කලින් 50 nm ට අඩු විශේෂාංග අපැහැදිලි කළ ක්ෂුද්‍ර-දෝලනය ඉවත් කර ඇත."

නිරවද්‍ය දෘශ්‍ය නිෂ්පාදනය තවත් ප්‍රතිලාභියෙකි. කලක් පැය ගණනක් වෙහෙස මහන්සි වී අතින් සකස් කිරීම අවශ්‍ය වූ කාච ඔප දැමීම සහ එකලස් කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් දැන් වේදිකාවේ උප-මයික්‍රෝන ස්ථානගත කිරීම සමඟ ස්වයංක්‍රීය කළ හැකි අතර, නිෂ්පාදන කාලය අඩු කරන අතර දෘශ්‍ය කාර්ය සාධන අනුකූලතාව වැඩි දියුණු කරයි.

ජෛව වෛද්‍ය පර්යේෂණවලදී, වේදිකාව තනි සෛල හැසිරවීම සහ අධි-විභේදන අන්වීක්ෂීය රූපකරණයේ ඉදිරි ගමනක් සක්‍රීය කරයි. ස්ටැන්ෆර්ඩ් ජෛව වෛද්‍ය ඉංජිනේරු දෙපාර්තමේන්තුවේ ආචාර්ය සාරා ජොන්සන් සඳහන් කරන්නේ, "ස්ථාවරත්වය අපට දිගු කාලයක් සෛලීය ව්‍යුහයන් කෙරෙහි අවධානය යොමු කිරීමට ඉඩ සලසයි, උපකරණ ප්ලාවිතය මගින් කලින් සැඟවී ඇති ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් හෙළි කරන කාලානුරූප රූප ග්‍රහණය කර ගනී."

අනෙකුත් ප්‍රධාන යෙදුම් අතරට ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් ඛණ්ඩාංක මිනුම් යන්ත්‍ර (CMM), ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික ඇසුරුම් සහ උසස් විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ උපකරණ ඇතුළත් වේ - වේදිකාවේ නිරවද්‍යතාවය, ස්ථාවරත්වය සහ බර පැටවීමේ ධාරිතාවයේ අද්විතීය සංයෝජනය දිගුකාලීන තාක්ෂණික සීමාවන් ආමන්ත්‍රණය කරන සියලුම ක්ෂේත්‍ර.

අතිශය නිරවද්‍ය නිෂ්පාදනයේ අනාගතය

නිෂ්පාදනය කුඩාකරණය සහ ඉහළ කාර්ය සාධන ප්‍රමිතීන් කරා අඛණ්ඩව තල්ලුව දිගටම කරගෙන යන විට, අතිශය නිරවද්‍යතා ස්ථානගත කිරීමේ පද්ධති සඳහා ඇති ඉල්ලුම තවත් තීව්‍ර වනු ඇත. නිරවද්‍ය කිරිගරුඬ ත්‍රි-අක්ෂ ගැන්ට්‍රි වේදිකාව නියෝජනය කරන්නේ ක්‍රමානුකූල දියුණුවක් පමණක් නොව, සංකීර්ණ ක්‍රියාකාරී වන්දි පද්ධති මත පමණක් රඳා නොසිට උසස් ඉංජිනේරු විද්‍යාව සමඟ ස්වාභාවික ද්‍රව්‍ය ගුණාංග උපයෝගී කර ගනිමින් නිරවද්‍යතාවය සාක්ෂාත් කර ගන්නා ආකාරය පිළිබඳ මූලික වෙනසක් පමණි.

කර්මාන්ත 4.0 හි අභියෝගවලට මුහුණ දෙන නිෂ්පාදකයින් සඳහා, මෙම වේදිකාව නිරවද්‍ය ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ අනාගතය පිළිබඳ දර්ශනයක් ලබා දෙයි. එය “රසායනාගාර නිරවද්‍යතාවය” සහ “කාර්මික නිෂ්පාදනය” අතර රේඛාව අඛණ්ඩව බොඳ වන අනාගතයක් වන අතර, ඊළඟ පරම්පරාවේ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල සිට ජීවිතාරක්ෂක වෛද්‍ය උපකරණ දක්වා සියල්ල හැඩගස්වන නවෝත්පාදනයන්ට ඉඩ සලසයි.

එක් කර්මාන්ත විශ්ලේෂකයෙක් පැවසූ පරිදි: “නිරවද්‍ය නිෂ්පාදන ලෝකයේ, ස්ථාවරත්වය යනු හුදෙක් ලක්ෂණයක් නොවේ - එය අනෙකුත් සියලුම දියුණුව ගොඩනගා ඇති පදනමයි. මෙම වේදිකාව තීරුව ඉහළ නංවන්නේ නැත; එය එය සම්පූර්ණයෙන්ම නැවත ගොඩනඟයි.”