Стрельба по керамике

Производство тонких компонентов из керамики представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс. Главная проблема заключается в том, что некоторые части могут искажаться во время обработки, и полученные детали приходится выбрасывать, как бракованные. Ученые Института Фраунгофера (Германия) предложили методику исправления поврежденной керамики при помощи бомбардировки крошечными гранулами. Эти частички поджигаются на поверхности компонента при помощи взрывного пистолета. Такой «выстрел» изменяет форму тонкого, верхнего слоя материала. Перемещение пистолета вдоль точно рассчитанного пути позволяет нейтрализовать любые нежелательные деформации, а также создавать из тонких керамических пластин слегка изогнутые зеркала.

Как отмечает глава проекта доктор Вульф Пфайффер, дробеструйная обработка давно используется в производстве металлических деталей. Но в отношении керамики она не применялась потому, что данный материал является очень хрупким. Это все равно, что исправлять форму фарфоровой тарелки при помощи молотка. Поэтому исследователям пришлось серьезно постараться, чтобы модифицировать существующую методику для новых целей. В первую очередь, необходимо было определить размер гранул для обработки — слишком большие «дробинки» могли разрушить керамическую поверхность. Кроме того, были проведены исследования в отношении скорости выстрела — слишком низкая скорость полета гранул не влияет на форму поверхности, а слишком высокая приводит к нежелательным повреждениям.

Еще один важный фактор, который был зафиксирован — одно и то же место нельзя обрабатывать слишком часто или слишком долго. Еще до создания нового компонента необходимо проводить экспериментальный анализ, чтобы выяснить, какие параметры обработки можно использовать. На поверхность керамики выстреливается поток гранул, а затем измеряется результирующее напряжение. Такой опыт позволяет определить, какая деформация возможна при обработке, и в каком направлении должен двигаться поток частиц. Экспертам уже удалось изготовить различные детали, в том числе керамические рессоры и вогнутые зеркала. Что касается изготовления простых компонентов, то уже существующее оборудование может быть использовано в серийном производстве. В настоящее время исследователи работают над развитием компьютерного моделирования и автоматизации процесса. Это позволит внедрить технологию в производство миниатюрных устройств и электронных чипов.