Pisaran itsekohdistus: Tarkkuusmikrokokoonpano hyödyntäen robotiikkaa ja itsekokoonpanoa: High-precision robotic microassembly and self-assembly

Veikko Sariola

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Pisaran itsekohdistus on mikrokokoonpanoprosessi, jossa nesteen pintajännitys kohdistaa mikrokokoisia kappaleita alustalle. Perinteisesti nesteenä on käytetty juotetta. Epätavanomaisten nesteiden, kuten veden tai liiman, käyttö ilmassa on useilla tavoilla houkuttelevaa. Vesi on yhteensopiva useimpien materiaalien ja prosessien kanssa. On helppo valmistaa pintoja, jotka rajaavat veden kostumista. Lisäksi vesi haihtuu nopeasti. Liimat taas pystyvät muodostamaan pysyvän liitoksen. Liimapisaraan perustuva itsekohdistus on kuitenkin hankalaa, koska liimoilla on pieni pintajännitys. Molempia nesteitä voidaan käyttää matalissa lämpötiloissa. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin vesipisaraan perustuvaa itsekohdistusta mittaamalla sen saantoa, tarkkuutta, kykyä rakentaa monimutkaisia rakenteita ja nopeutta. Kokeita on tehty mikrokokoonpanoasemalla, joka sijaitsee olosuhteiltaan säädellyssä kammiossa. Kokeet nauhoitettiin suurnopeusmikroskoopilla. Tulokset näyttävät, että pisaraan perustuvalla itsekohdistuksella voidaan saavuttaa teollisesti merkittävä tehokkuus, ja tuloksia voidaan hyödyntää tulevaisuuden prosessisuunnittelun pohjana. Lisäksi väitöskirjatyössä on kehitetty uudentyyppinen, piipohjainen kapillaaritarttuja, joka poimii mikrokappaleita veden pintajännitystä käyttäen. Poimintakokeissa osoitettiin, että kappaleet itsekohdistuvat työkaluun pisaran avulla. Tarttuja mahdollistaa mikrokappaleiden käsittelyn tarkasti ja niitä vahingoittamatta. Väitöskirjassa näytetään myös, että kuvioituja oleofobisia / oleofiilisiä pintoja voidaan käyttää liimapisaraan perustuvassa itsekohdistuksessa. Itsekohdistus näytettiin kokeellisesti käyttäen kaupallista liimaa ja kehitettyä pintaa. Vaikka kyseistä pintaa käytettiin itsekohdistukseen, kuvioidulla oleofobisella / oleofiilisellä pinnalla voi hyvin olla muitakin sovelluksia.
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Koivo, Heikki, Valvoja
    • Zhou, Quan, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-4640-2
    Sähköinen ISBN978-952-60-4641-9
    TilaJulkaistu - 2012
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • pisaran itsekohdistus
    • mikrokokoonpano
    • itsekokoonpano
    • oleofobinen
    • kostuminen
    • pintajännitys

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Pisaran itsekohdistus: Tarkkuusmikrokokoonpano hyödyntäen robotiikkaa ja itsekokoonpanoa: High-precision robotic microassembly and self-assembly'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Siteeraa tätä