Prosazují se nástroje pro výhodné mikroobrábění

Rostoucí poptávka po masové výrobě mikrosystémů a potřeba specifických operací při výrobě polovodičových desek, vedla k rozšíření výroby nejmenších forem a potřebě vytvářet přesné miniaturní struktury vůbec. Aby se mikrostruktury mohly spolehlivě a ekonomicky vyrábět, musel se celý proces třískového opracování miniaturních tvarů přepracovat. V protikladu k dosud užívaným technologiím, jako jsou laserové technologie, broušení, erodování a další specifické operace používané ve výrobě polovodičových uzlů, vykazuje mikroobrábění celou řadu předností. Patří mezi ně malá investiční náročnost, velká volnost volby geometrických tvarů (lze vyrábět prakticky všechny 3D struktury s vysokou kvalitou povrchu), možnost opracovávat prakticky všechny běžné materiály (nikoliv jen nástrojovou ocel) a v neposlední řadě rovněž minimální ekologické problémy. Proto se začíná mikroobrábění jako nákladově výhodná alternativa intenzivně prosazovat. Mikroobráběním rozumíme především opracování tvrdokovovými stopkovými frézami o průměru 0,1 až 1,0 mm, přičemž spodní hranice rozměrů nástrojů nabízených specializovanými výrobci se pohybuje hluboko pod jednou desetinou milimetru. Pochopitelně používané obráběcí stroje musejí vykazovat některé nezbytné parametry.jako je vysoká tuhost vřetena, otáčky vřetena až 100 000 ot.min-1, bezchybné vyvážení vřetene, posuvy a zrychlení pracovních os bez jakýchkoliv kmitů, tuhé upnutí obrobku a možnost chladit olejovou mlhou. Uživatel musí mít k dispozici a ovládat příslušné CAD/CAM systémy. Vzhledem k rozměrům nástroje a jeho relativně velké křehkosti je nutno zacházet s nástrojem se zvýšenou opatrností. Nedoporučuje se dotýkat se ostří holou rukou či pokoušet se o modifikaci tvaru řezné části nástroje vlastními silami. Před započetím práce se musí pečlivě temperovat stroj z důvodu zamezení změn axiální polohy nástroje. Je žádoucí dodržovat zatížení nástroje ve směru osy Z co možná nejmenší a také pečlivě změřit jak rozměry nástroje, tak relevantní rozměry polotovaru, aby nedošlo k přetížení nástroje a jeho lomu. Stopkové frézy, nabízené pro mikroobrábění, mají jednotnou stopku o průměru 3 nebo 4 mm (dle výrobce), spodní hranice průměru pracovní části se v současné době pohybuje od 0,01 mm u jednobřitých nástrojů s jednou přímou drážkou resp. od 0,03 mm u dvoubřitých nástrojů se dvěma šroubovými drážkami o stoupání 30°. Délka pracovní části jednobřitých nástrojů je rovna zhruba jejímu průměru, u dvoubřitých nástrojů jeho 1,5násobku. Tolerance pracovní části i upínacího průměru se pohybují v rozsahu +/- 0,002 mm. Japonská firma NS TOOL Co. Ltd dodává dvoubřité stopkové frézy od průměru 0,05 mm. Nabízí je i německá společnost Spanab hebende Prazisionswerkzeuge GmbH. Jako příklad operace, prováděné dvoubřitou frézou japonského výrobce, je frézování trojúhelníkových kapes délky 0,25 mm, šířky 0,15 mm a hloubky 0,05 mm do nástrojové oceli o tvrdosti 40 HRc. Operaci vykonává dvoubřitá stopková fréza průměru 0,05 mm s pracovními otáčkami 50 000 min-1, posuvem 5 mm.min-1. a hloubkou řezu 0,001 mm. Chlazena je olejovou mlhou. Čas na zhotovení jedné kapsy činí 14 min 15 s. Do mikroobrábění náleží i vyvrtávací nástroje řady Alpha-line německé firmy SIMTEK Prazisionswerkzeuge Gmbh. Minimální průměr otvoru, kde lze vyvrtávat, srážet hrany a vytvářet zápichy je 0,3 mm. Délka pracovní části nástroje je 1,2 mm, jednotná stopka průměru 4 mm. /bor/