Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tối ưu hóa tham số của cắt vi mô cho các chèn khuôn đồng thau cho các kênh vi mô bằng phương pháp Taguchi
Tóm tắt
Đạt được chất lượng bề mặt vi phẫu hoàn hảo thường đòi hỏi nỗ lực và chi phí bổ sung, và phương pháp Taguchi là một công cụ hiệu quả trong quá trình tối ưu hóa tham số. Mục tiêu của nghiên cứu này là khám phá các tham số cắt tối ưu nhằm đạt độ nhám bề mặt tối thiểu cho chèn khuôn đồng thau vi phẫu, với các tham số kiểm soát bao gồm chất lỏng làm mát, tốc độ trục chính, tốc độ cấp liệu, độ sâu cắt và khoảng cách cắt. Một bảng trực giao và phân tích yếu tố đã được thực hiện để xác định sự kết hợp cắt tối ưu, trong đó bao gồm chất lỏng làm mát bằng không khí, tốc độ trục chính 45.000 vòng/phút, tốc độ cấp liệu 100 mm/phút, khoảng cách cắt 10% đường kính mũi phay, và độ sâu cắt 5μm. Để xác nhận thêm cho phân tích, nhiều lần chạy xác thực đã được thực hiện và độ nhám bề mặt trung bình đo được là 0.03μm với độ lệch chuẩn 0.004μm.
Từ khóa
#tối ưu hóa tham số #cắt vi mô #khuôn đồng thau #phương pháp Taguchi #nhám bề mặtTài liệu tham khảo
Terry, S. C., Jerman, J. H., and Angell, J. B., “A Gas Chromatographic Air Analyzer Fabricated on a Silicon Wafer,” IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 26, No. 12, pp. 1880–1886, 1979.
Dornfeld, D., Min, S., and Takeuchi, Y., “Recent Advances in Mechanical Micromachining,” CIRP Annals-Manufacturing Technology, Vol. 55, No. 2, pp. 745–768, 2006.
Xu, B. Y., Yan, X. N., Zhang, J. D., Xu, J. J., and Chen, H. Y., “Glass Etching to Bridge Micro-and Nanofluidics,” Lab Chip, Vol. 12, No. 2, pp. 381–386, 2011.
Park, D. S. W., Chen, P. C., You, B. H., Kim, N., Park, T., et al., “Titer Plate Formatted Continuous Flow Thermal Reactors for High Throughput Applications: Fabrication and Testing,” Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol. 20, No. 5, Paper No. 055003, 2010.
Chen, P. C., Park, D. S., You, B. H., Kim, N., Park, T., et al., “Titer-Plate Formatted Continuous Flow Thermal Reactors: Design and Performance of a Nanoliter Reactor,” Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 149, No. 1, pp. 291–300, 2010.
Kim, J. A., Lee, J. Y., Seong, S., Cha, S. H., et al., “Fabrication and Characterization of a PDMS-Glass Hybrid Continuous-Flow PCR Chip,” Biochemical Engineering Journal, Vol. 29, No. 1, pp. 91–97, 2006.
Mecomber, J. S., Hurd, D., and Limbach, P. A., “Enhanced Machining of Micron-Scale Features in Microchip Molding Masters by CNC Milling,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 45, No. 12, pp. 1542–1550, 2005.
Mecomber, J. S., Stalcup, A. M., Hurd, D., Halsall, H. B., Heineman, W. R., et al., “Analytical Performance of Polymer-based Microfluidic Devices Fabricated by Computer Numerical Controlled Machining,” Analytical Chemistry, Vol. 78, No. 3, pp. 936–941, 2006.
Becker, H. and Heim, U., “Hot Embossing as a Method for the Fabrication of Polymer High Aspect Ratio Structures,” Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 83, No. 1, pp. 130–135, 2000.
Becker, H. and Gaertner, C., “Polymer based Micro-Reactors,” Reviews in Molecular Biotechnology, Vol. 82, No. 2, pp. 89–99, 2001.
Hupert, M. L., Guy, W. J., Llopis, S. D., Shadpour, H., Rani, S., et al., “Evaluation of Micromilled Metal Mold Masters for the Replication of Microchip Electrophoresis Devices,” Microfluidics and Nanofluidics, Vol. 3, No. 1, pp. 1–11, 2007.
Park, C. H., Song, C. K., Hwang, J., and Kim, B. S., “Development of an Ultra Precision Machine Tool for Micromachining on Large Surfaces,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 10, No. 4, pp. 85–91, 2009.
Kuram, E. and Ozcelik, B., “Multi-Objective Optimization using Taguchi based Grey Relational Analysis for Micro-Milling of Al 7075 Material with Ball Nose End Mill,” Measurement, Vol. 46, No. 6, pp. 1849–1864, 2013.
Vázquez, E., Rodríguez, C. A., Elías-Zúñiga, A., and Ciurana, J., “An Experimental Analysis of Process Parameters to Manufacture Metallic Micro-Channels by Micro-Milling,” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 51, No. 9–12, pp. 945–955, 2010.
Zhang, J. Z., Chen, J. C., and Kirby, E. D., “Surface Roughness Optimization in an End-Milling Operation using the Taguchi Design Method,” Journal of Materials Processing Technology, Vol. 184, No. 1, pp. 233–239, 2007.
Ghani, J. A., Choudhury, I. A., and Hassan, H. H., “Application of Taguchi Method in the Optimization of End Milling Parameters,” Journal of Materials Processing Technology, Vol. 145, No. 1, pp. 84–92, 2004.
Munawar, M., Chen, J. C. S., and Mufti, N. A., “Investigation of Cutting Parameters Effect for Minimization of Sur Face Roughness in Internal Turning,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 12, No. 1, pp. 121–127, 2011.
Yoon, H. S., Wu, R., Lee, T. M., and Ahn, S. H., “Geometric Optimization of Micro Drills using Taguchi Methods and Response Surface Methodology,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 12, No. 5, pp. 871–875, 2011.
Pa, N. M. N., Sarhan, A. A. D., and Shukor, M. H. A., “Optimizing the Cutting Parameters for Better Surface Quality in 2.5 D Cutting Utilizing Titanium Coated Carbide Ball End Mill,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 13, No. 12, pp. 2097–2102, 2012.
Chen, P. C., Pan, C. W., Lee, W. C., and Li, K. M., “Optimization of Micromilling Microchannels on a Polycarbonate Substrate,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 15, No. 1, pp. 149–154, 2014.
Groover, M. P., “Principles of Modern Manufacturing,” John Wiley & Sons, 4th Ed., pp. 516–518, 2011.