PL246280B1 - Urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa oraz sposób jego wykonania - Google Patents
Urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa oraz sposób jego wykonania Download PDFInfo
- Publication number
- PL246280B1 PL246280B1 PL431750A PL43175019A PL246280B1 PL 246280 B1 PL246280 B1 PL 246280B1 PL 431750 A PL431750 A PL 431750A PL 43175019 A PL43175019 A PL 43175019A PL 246280 B1 PL246280 B1 PL 246280B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- dimension
- geometry
- spring
- springs
- cobalt
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 29
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 19
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 16
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 16
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 11
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa oraz sposób jego wykonania.
Siłomierze umożliwiają pomiar siły, w zależności od zasady działania oraz konstrukcji urządzenia wyznaczanie siły może odbywać się w różnych kierunkach (np. układ tensometrów w zależności od organizacji układu może mierzyć siłę w jednym lub w dwóch kierunkach jednocześnie), w różnych zakresach pomiarowych (np. od 10 mN do 1 N lub od 1 MN do 10 MN), z różną dokładnością (np. ±1 mN lub ± 10 N). Są to podstawowe parametry brane pod uwagę przy doborze siłomierza do rozważanego rozwiązania konstrukcyjnego. Pozostałe parametry najczęściej rozważane to: wymiary gabarytowe, powtarzalność, odporność na zużycie, odporność na warunki otoczenia. Z powodu konstrukcyjnych możliwości dobierania wartości powyższych parametrów w szerokich zakresach szczególnie popularny jest pomiar odkształcenia sprężystego elementu, na który działa siła, którą należy zmierzyć. Pomiar odkształcenia może zostać wykonany na kilka sposobów, np. z użyciem tensometrii oporowej lub czujnika przemieszczenia, przy czym sposób wykonania elementu odkształcalnego również wpływa na dokładność pomiaru i jego powtarzalność.
Podobnej analizie poddawane są łożyska i prowadnice. O doborze tych elementów decyduje również szereg parametrów, np. współczynnik tarcia, dokładność, powtarzalność, odporność na zużycie.
W książce „Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych”, której autorem jest prof. dr hab. inż. Waldemar Oleksiuk z zespołem, zaproponowano geometrię sprężyny do sprężystych łożysk i prowadnic. Natomiast omawiana publikacja nie zawiera wskazówek co do wykonania tego przyrządu oraz wykorzystania go jako siłomierza. Galwanoplastyka i galwanostegia to znane od początku XIX wieku procesy uzyskiwania warstw wykorzystujące przepływ prądu elektrycznego, inaczej zwane elektroosadzaniem (Brugnatelli, Jacobi). Ze względu na bardzo dużą ilość parametrów wpływających na efekt końcowy, technologie te są rozwijane po dzień dzisiejszy. Patent EP1826294 A1 opisuje duży zakres osadzania przy pomocy prądu impulsowego. W galwanostegii zakłada się, że osadzona warstwa jest nierozłączna z podłożem, natomiast w galwanoplastyce podłoże jest usuwane spod warstwy za pomocą różnych technik. W książce „Galwanotechnika domowa” autorstwa S. Sękowskiego można znaleźć opisy tych technik. W przypadku pokrywania podłóż metalowych polegają one na naniesieniu cienkiej warstwy pośredniej (z materiału innego niż materiał podłoża i elektroosadzonego pokrycia) na podłoże przed elektroosadzaniem. W wyniku takiego zabiegu podłoże będzie słabo związane z elektroosadzoną warstwą i możliwe do ręcznego oddzielenia w wypadku gdy geometria na to pozwala. Inną metodą jest stosowanie niskotopliwych materiałów jako podłoże. Ich temperatura topnienia jest znacznie niższa niż temperatura pokrycia, zatem po odpowiednim nagrzaniu podłoże ulega stopieniu.
Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu wytwarzania nowych wielofunkcyjnych urządzeń do zastosowania jako prowadnice, łożyska oraz siłomierze.
Istotą wynalazku jest urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa zawierające dwie ułożone równolegle wobec siebie podstawy sztywno związane z podłożem, sprężyny oraz uchwyt ruchomy liniowo w kierunku Y umiejscowiony pomiędzy podstawami, charakteryzujące się tym, że zawiera dwie sprężyny o zamkniętym konturze pośrednio ze sobą połączone przez uchwyt, z których każda jest połączona z jedną podstawą, a geometria sprężyny stanowiącej części urządzenia, posiada co najmniej jeden wymiar b będący odległością między powierzchniami pokrycia galwanicznego, przy czym sprężyna jest trójwymiarowym elementem na planie prostokąta, gdzie jedna para równoległych jego ścian jest płaska a druga para ma kształt sygnału prostokątnego o połowie okresu równym wymiarowi b.
Korzystnie urządzenie jest wyposażone w czujnik przemieszczenia lub ugięcia.
Korzystnie urządzenie wykonane jest z materiału wybranego z grupy obejmującej nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
Kolejną istotą wynalazku jest sposób wytwarzania urządzenia według wynalazku charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy:
a) wycięcie kawałków metalowego materiału podkładowego o wybranej geometrii posiadającej co najmniej jeden wymiar a, odpowiadającej geometrii
i) urządzenia, albo ii) co najmniej jednej sprężyny o zamkniętym konturze;
b) pokrycie warstwą nieprzewodzącą górnej i dolnej powierzchni kawałków materiału podkładowego wyciętych w etapie a);
c) galwaniczne pokrycie pozostałych powierzchni materiału podkładowego materiałem innym niż materiał podkładowy;
d) selektywne wytrawianie metalowego materiału podkładowego w postaci zamkniętego konturu zlokalizowanego pod pokryciem galwanicznym wykonanym w etapie c), pozostawiające nienaruszone galwaniczne pokrycie warstwą materiału innego niż materiał podkładowy i uzyskanie, w zależności od geometrii przygotowanej w etapie a) odpowiednio urządzenia o geometrii posiadającej co najmniej jeden wymiar b mniejszy od wymiaru a lub co najmniej jednej sprężyny o zamkniętym konturze o geometrii posiadającej co najmniej jeden wymiar b mniejszy od wymiaru a;
gdzie w przypadku uzyskania w etapie d) co najmniej jednej sprężyny sposób obejmuje etap składania urządzenia poprzez montowanie uchwytu pomiędzy dwoma sprężynami wykonanymi w etapie d) a następnie każda ze sprężyn montowana jest do jednej z podstaw.
Korzystnie w etapach od a) do d) jako metalowy materiał podkładowy jest materiał wybrany z grupy obejmującej nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
Korzystnie w etapie c) do galwanicznego pokrycia powierzchni stosowany jest nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
Korzystnie w wyniku galwanicznego osadzania z etapu c) zostaje osadzona warstwa materiału o grubości od 1 nm do 200 μm.
W niniejszym ujawnieniu zastosowano następujące definicje:
• sprężyna o zamkniętym konturze - jest ciągłym i zamkniętym fragmentem powierzchni danej bryły. Przy czym, daną bryłę stanowi materiał podkładowy (podłoże), a fragment powierzchni jest definiowany jako część powierzchni zewnętrznej tej bryły (podłoża), która została pokryta galwanicznie;
• wybrana geometria - dowolna geometria, która posiada co najmniej jeden wymiar a i pozwala na wytworzenie sprężyny lub urządzenia posiadającego co najmniej jeden wymiar b;
• wymiar a - oznacza dowolnie wybrany wymiar, w tym minimalny wymiar możliwy do uzyskania technikami ubytkowymi;
• wymiar b - oznacza wymiar mniejszy niż wymiar a;
• odpowiednie powierzchnie - należy rozumieć jako te powierzchnie pociętego materiału podkładowego, które nie będą pokrywane galwanicznie wybranym materiałem;
• pozostałe powierzchnie - należy rozumieć jako te powierzchnie pociętego materiału podkładowego, które będą pokrywane galwanicznie wybranym metalem.
Wynalazek dostarcza następujących korzyści:
• ułatwienie lub umożliwienie wytwarzania elementów o skomplikowanej geometrii z jednego kawałka materiału;
• polepszenie parametrów technicznych sprężystych łożysk, prowadnic liniowych i siłomierzy w wyniku zminimalizowania liczby lub usunięcia elementów złącznych oraz możliwości dostosowania wymiarów i materiałów do danego zadania konstrukcyjnego w szerszym zakresie w stosunku do rozwiązań obecnych w stanie techniki;
• umożliwia produkcję sprężyn do sprężystych łożysk, prowadnic i siłomierzy oraz wykonanie urządzeń z litego materiału;
• pozwala na zastosowanie różnych materiałów do osadzenia galwanicznego: nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali, dzięki czemu można uzyskać szeroki zakres parametrów łożysk, prowadnic i siłomierzy.
Wynalazek przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z góry na geometrię sprężyny znaną ze stanu techniki w znanym urządzeniu; fig. 2 przedstawia etapy wytwarzania sprężyny sposobem według wynalazku; fig. 3 przedstawia widok z góry na urządzenie według wynalazku zawierające sprężyny o zamkniętym konturze wykonane według pierwszego wariantu sposobu według wynalazku; fig. 4 przedstawia widok z góry na urządzenie według wynalazku wykonane według drugiego wariantu sposobu według wynalazku.
Wynalazek przedstawiono w przykładach wykonania.
Przykład 1
Porównanie geometrii sprężyny znanej ze stanu techniki z geometrią sprężyny w prowadnicy według wynalazku.
Znaną ze stanu techniki geometrię sprężyny do sprężystych łożysk, prowadnic i siłomierzy przedstawiono w widoku z góry na Fig. 1. Opisana w literaturze geometria sprężyn 5 o otwartym konturze wymaga stosowania w urządzeniach łączników. Np. znana ze stanu techniki prowadnica (Fig. 1) charakteryzuje się tym, że podstawy 1 i 2 są sztywno związane z podłożem. Łączniki 3 i 4 łączą sprężyny 5 o otwartym konturze. Uchwyt 6 ma możliwość ruchu liniowego w kierunku Y, wtedy gdy jest do niego przyłożona siła o niezerowej składowej w kierunku Y.
Natomiast sposób według wynalazku zapewnia wytworzenie sprężyn 8 o zamkniętym konturze i o skomplikowanej geometrii, które nie wymagają stosowania łączników. Sprężyna 8 zamkniętym konturze wykonana sposobem według wynalazku jest ciągłym i zamkniętym fragmentem powierzchni danej bryły. Przy czym, daną bryłę stanowi materiał podkładowy 7 (podłoże), a fragment powierzchni jest definiowany jako część powierzchni zewnętrznej tej bryły (podłoża), która została pokryta galwanicznie.
Stosując sposób według wynalazku można wytworzyć sprężynę 8 o kształcie niemożliwym do osiągnięcia metodami ubytkowymi. Na Fig. 2 wskazano przykład takiej sytuacji, gdzie uzyskiwany jest wymiar b (Fig. 2D), który jest mniejszy niż minimalny wymiar możliwy do uzyskania technikami ubytkowymi - wymiar a (Fig. 2B).
Przy czym, stosując sposób według wynalazku można otrzymać również sprężyny w innych, bardziej standardowych wymiarach. Zgodnie z przyjętą definicją wymiar a oznacza dowolnie wybrany wymiar, w tym minimalny wymiar możliwy do uzyskania technikami ubytkowymi. Natomiast wymiar b zawsze jest mniejszy niż wymiar a.
Sprężyna 8 wykonana według sposobu według wynalazku może znaleźć zastosowanie do sprężystych łożysk, prowadnic i siłomierzy. Na Fig. 3 w widoku z góry przedstawiono wielofunkcyjne urządzenie 10 zawierające dwie sprężyny 8, które charakteryzuje się tym, że podstawy 1 i 2 są sztywno związane z podłożem. Natomiast dwie sprężyny 8 są ze sobą połączone pośrednio poprzez uchwyt 6, który może wykonać ruch liniowy w kierunku Y, wtedy gdy przyłożona jest do niego siła o niezerowej składowej w kierunku Y. Przemieszczenie uchwytu 6 w kierunku Y jest zależne od wartości składowej siły w kierunku Y i jest mierzone za pomocą zamontowanego na urządzeniu 10 czujnika przemieszczenia lub ugięcia 9.
Figura 4 przedstawia widok z góry na ponownie zmodyfikowaną geometrię całego urządzenia 10 według wynalazku wykonanego z litego materiału wraz z zamontowanym czujnikiem przemieszczenia lub ugięcia 9 umożliwiającym wyznaczenie siły.
Przykład 2
Sposób wytwarzania co najmniej jednej sprężyny 8 o zamkniętym konturze i skomplikowanej geometrii
W tym nieograniczającym przykładzie wykonania materiał podkładowy 7 (Fig. 2A) stanowi blacha miedziana a naraz wykonywane są dwie sprężyny 8.
Przy czym, materiał podkładowy 7 może być wykonany również z innych materiałów, w szczególności należących do grupy obejmującej nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
W pierwszym etapie następuje wycięcie kawałków metalowego materiału podkładowego 7, tak aby otrzymać wybraną przez użytkownika geometrię sprężyny 8. Takich możliwych geometrii jest bardzo dużo, ale wszystkie wykonane sprężyny mają kontur zamknięty definiowany, jak w przykładzie 1, jako ciągły i zamknięty fragment powierzchni bryły (podłoża), gdzie wspomniany fragment stanowi tę część powierzchni zewnętrznej bryły, która została pokryta galwanicznie.
W tym przykładzie wykonania uzyskana geometria wyciętego materiału podkładowego 7 (Fig. 2B) posiada co najmniej jeden wymiar a - definiowany jako minimalny wymiar możliwy do uzyskania technikami ubytkowymi.
Przy czym, stosując sposób według wynalazku można otrzymać również sprężyny w innych, bardziej standardowych wymiarach. Zgodnie z przyjętą definicją wymiar a oznacza dowolnie wybrany wymiar, w tym minimalny wymiar możliwy do uzyskania technikami ubytkowymi. Natomiast wymiar b zawsze jest mniejszy niż wymiar a.
Następnie odpowiednie powierzchnie wyciętego materiału podkładowego 7 są pokrywane warstwą nieprzewodzącą. W tym przykładzie wykonania stosuje się pokrycie lakierem przy pomocy pędzelka, ale dopuszczalne jest również zastosowanie innych technik, np. techniki znanej z fotolitografii naniesienie fotorezystu.
Przy czym, przez frazę „odpowiednie powierzchnie” należy rozumieć te powierzchnie przygotowanego materiału podkładowego 7, które w dalszych etapach nie będą pokrywane galwanicznie wybranym materiałem - tj. powierzchnie górna i dolna.
Następnie powierzchnie wyciętego materiału podkładowego 7 niepokryte warstwą nieprzewodzącą (tj. pozostałe powierzchnie) są galwanicznie pokrywane dowolnym materiałem innym niż materiał podkładowy 7 (Fig. 2C). W tym nieograniczającym przykładzie wykonania stosuje się galwaniczne pokrycie powierzchni niklem. Inne nieograniczające przykłady materiałów możliwych do zastosowania obejmują np. nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
W wyniku osadzania korzystnie uzyskuje się warstwę niklu (lub innego stosowanego materiału) o grubości od 1 nm do 200 μm.
W tym przykładzie wykonania uzyskano warstwę o grubości około 50 μm.
Następny etap stanowi selektywne wytrawianie metalowego materiału podkładowego 7, tj. blachy miedzianej - w postaci zamkniętego konturu zlokalizowanego pod pokryciem galwanicznym wykonanym w etapie c) - pozostawiające nienaruszone galwaniczne pokrycie niklem i uzyskanie dwóch sprężyn 8.
Sprężynę 8 przedstawiono na Fig. 2D. Przy czym, uzyskane sprężyny 8 posiadają co najmniej jeden wymiar b - definiowany jako wymiar mniejszy od wymiaru a.
Omawiany sposób umożliwia wytwarzanie elementów o skomplikowanej geometrii z jednego kawałka materiału oraz umożliwia dostosowanie wymiarów urządzeń i zastosowanych materiałów do danego zadania konstrukcyjnego w szerszym zakresie w stosunku do rozwiązań obecnych w stanie techniki.
Przykład 3
Wariant 1 sposobu wytwarzania i montowania urządzenia zawierającego sprężyny 8
Sposobem według przykładu 1 wytworzono dwie sprężyny 8 o zamkniętym konturze i wybranej geometrii. Następnie wspomniane dwie sprężyny 8 wykonane sposobem według przykładu 1 zamontowano razem z uchwytem 6 oraz podstawami 1 i 2 tworząc wielofunkcyjne urządzenie 10 (Fig. 3), które może spełniać rolę sprężystego łożyska lub sprężystej prowadnicy.
Otrzymane wielofunkcyjne urządzenie 10 zawiera dwie ułożone równolegle wobec siebie podstawy 1 i 2 sztywno związane z podłożem, uchwyt 6 ruchomy liniowo w kierunku Y umiejscowiony pomiędzy podstawami 1 i 2, oraz dwie sprężyny 8 o zamkniętym konturze pośrednio ze sobą połączone przez uchwyt 6, z których każda jest połączona z jedną podstawą 1 albo 2, a geometria sprężyny 8 stanowiącej części urządzenia 10, posiada co najmniej jeden wymiar b będący odległością między powierzchniami pokrycia galwanicznego, przy czym sprężyna 8 jest trójwymiarowym elementem na planie prostokąta, gdzie jedna para równoległych jego ścian jest płaska a druga para ma kształt sygnału prostokątnego o połowie okresu równym wymiarowi b.
Ponadto, po zamontowaniu czujnika zmiany położenia lub odkształcenia 9 na urządzeniu przedstawionym na Fig. 3, urządzenie 10 może być stosowane jako siłomierz.
W celu sprawdzenia działania urządzenia jako siłomierza, do uchwytu 6 przyłożono nieznaną siłę, która wywołała liniowy ruch uchwytu 6. Następnie zmierzono przemieszczenie uchwytu 6 za pomocą czujnika zmiany położenia lub odkształcenia 9 i wyznaczono wartość siły.
Przykład 4
Wariant drugi sposobu wytwarzania urządzenia 10 zawierającego sprężyny 8
W tym nieograniczającym przykładzie wykonania materiał podkładowy 7 stanowi blacha aluminiowa, a jako osadzany materiał zastosowano kobalt.
Przy czym, materiał podkładowy 7 może być wykonany również z innych materiałów, w szczególności należących do grupy obejmującej nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
W pierwszym etapie następuje wycięcie kawałków metalowego materiału podkładowego 7, tak aby otrzymać wybraną przez użytkownika geometrię całego urządzenia 10. Przy czym, uzyskana geometria wyciętego materiału podkładowego 7 posiada co najmniej jeden wymiar a.
Zgodnie z przyjętą definicją wymiar a oznacza dowolnie wybrany wymiar, w tym minimalny wymiar możliwy do uzyskania technikami ubytkowymi. W tym przykładzie wykonania wymiar a wynosi 100 μm.
Następnie odpowiednie powierzchnie (tj. górna i dolna) wyciętego materiału podkładowego 7 są pokrywane warstwą nieprzewodzącą, stosując techniki znane z fotolitografii, tj. naniesienie fotorezystu. Natomiast pozostałe powierzchnie są galwanicznie pokrywane kobaltem.
Inne nieograniczające przykłady materiałów możliwych do zastosowania do galwanicznego pokrywania obejmują np. nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stopy zawierające przynajmniej jeden z wymienionych metali.
W wyniku osadzania korzystnie uzyskuje się warstwę kobaltu (lub innego stosowanego materiału) o grubości od 1 nm do 200 μm.
W tym przykładzie wykonania uzyskano warstwę kobaltu o grubości około 150 μm.
Następny etap stanowi selektywne wytrawianie metalowego materiału podkładowego 7, w postaci zamkniętego konturu zlokalizowanego pod pokryciem galwanicznym wykonanym w etapie c), pozostawiające nienaruszone galwaniczne pokrycie kobaltem i uzyskanie urządzenia 10 posiadającego co najmniej jeden wymiar b - definiowany jako wymiar mniejszy od wymiaru a.
Uzyskane wielofunkcyjne urządzenie 10 może spełniać rolę sprężystego łożyska lub sprężystej prowadnicy. Ponadto, po zamontowaniu czujnika zmiany położenia lub odkształcenia 9 na urządzeniu 10, urządzenie 10 może być stosowane jako siłomierz.
Przedstawiony sposób umożliwia wykorzystanie procesu elektroosadzania do osadzenia warstwy materiału na podłożu bez stosowania dodatkowej warstwy pośredniej, a następnie usunięcie podłoża w procesie selektywnego trawienia, bez naruszenia osadzanej warstwy. Dzięki takiemu zabiegowi zostaje wykonany element trudny lub niemożliwy do wykonania ubytkowymi sposobami obróbki plastycznej.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa zawierające dwie ułożone równolegle wobec siebie podstawy sztywno związane z podłożem, co najmniej dwie sprężyny oraz uchwyt, ruchomy liniowo w kierunku Y umiejscowiony pomiędzy podstawami, znamienne tym, że zawiera dwie sprężyny (8) o zamkniętym konturze pośrednio ze sobą połączone przez uchwyt (6), z których każda jest połączona z jedną podstawą (1) albo (2), a geometria sprężyny (8) stanowiącej części urządzenia (10), posiada co najmniej jeden wymiar (b) będący odległością między powierzchniami pokrycia galwanicznego, przy czym sprężyna (8) jest trójwymiarowym elementem na planie prostokąta, gdzie jedna para równoległych jego ścian jest płaska a druga para ma kształt sygnału prostokątnego o połowie okresu równym wymiarowi (b).
- 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jest wyposażone w czujnik przemieszczenia lub ugięcia (9).
- 3. Urządzenie według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że jest wykonane z materiału wybranego z grupy obejmującej nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
- 4. Sposób wytwarzania urządzenia według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń od 1 do 3, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:a) wycięcie kawałków metalowego materiału podkładowego (7) o wybranej geometrii posiadającej co najmniej wymiar (a) odpowiadającej geometriii) urządzenia (10), albo ii) co najmniej jednej sprężyny (8) o zamkniętym konturze;b) pokrycie warstwą nieprzewodzącą górnej i dolnej powierzchni kawałków materiału podkładowego (7) wyciętych w etapie a);c) galwaniczne pokrycie pozostałych powierzchni materiału podkładowego (7) materiałem innym niż materiał podkładowy (7);d) selektywne wytrawianie metalowego materiału podkładowego (7) w postaci zamkniętego konturu zlokalizowanego pod pokryciem galwanicznym wykonanym w etapie c), pozostawiające nienaruszone galwaniczne pokrycie warstwą materiału innego niż materiał podkładowyPL 246280 Β1 (7 ) i uzyskanie, w zależności od geometrii przygotowanej w etapie a) odpowiednio urządzenia (10) o geometrii posiadającej co najmniej jeden wymiar (b) mniejszy od wymiaru (a) lub co najmniej jednej sprężyny (8) o zamkniętym konturze, o geometrii posiadającej co najmniej jeden wymiar (b) mniejszy od wymiaru (a);gdzie w przypadku uzyskania w etapie d) co najmniej jednej sprężyny (8) sposób obejmuje etap składania urządzenia (10) poprzez montowanie uchwytu (6) pomiędzy dwoma sprężynami (8) wykonanymi w etapie d) a następnie każda ze sprężyn (8) montowana jest do jednej z podstaw (1) lub (2).
- 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w etapach od a) do d) jako metalowy materiał podkładowy (7) stosowany jest materiał wybrany z grupy obejmującej nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
- 6. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że w etapie c) do galwanicznego pokrycia powierzchni stosowany jest nikiel, cynk, aluminium, miedź, kobalt, chrom, żelazo, srebro, złoto lub stop zawierający przynajmniej jeden z wymienionych metali.
- 7. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń od 4 do 6, znamienny tym, że w wyniku galwanicznego osadzania z etapu c) zostaje osadzona warstwa materiału o grubości od 1 nm dO 200 μΠΊ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL431750A PL246280B1 (pl) | 2019-11-08 | Urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa oraz sposób jego wykonania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL431750A PL246280B1 (pl) | 2019-11-08 | Urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa oraz sposób jego wykonania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL431750A1 PL431750A1 (pl) | 2021-05-17 |
| PL246280B1 true PL246280B1 (pl) | 2024-12-30 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101918617B (zh) | 制造金属微结构的方法和通过该方法获得的微结构 | |
| US11982689B2 (en) | Probes having improved mechanical and/or electrical properties for making contact between electronic circuit elements and methods for making | |
| US11630127B2 (en) | Multi-layer, multi-material micro-scale and millimeter-scale devices with enhanced electrical and/or mechanical properties | |
| US20150280345A1 (en) | Electrical Contact | |
| US9671429B2 (en) | Multi-layer, multi-material micro-scale and millimeter-scale devices with enhanced electrical and/or mechanical properties | |
| KR20170105030A (ko) | 복수의 테스트 헤드용 접촉 프로브를 포함하는 반제품 및 이의 제조 방법 | |
| US20110132767A1 (en) | Multi-Layer, Multi-Material Fabrication Methods for Producing Micro-Scale and Millimeter-Scale Devices with Enhanced Electrical and/or Mechanical Properties | |
| KR20110075041A (ko) | 이종 liga 방법 | |
| US20020100691A1 (en) | 3-dimensional imprint tool | |
| KR20170017151A (ko) | 프로브 핀 및 그의 제조 방법 | |
| KR20170092676A (ko) | 열 분사식 박막 저항기 및 제조 방법 | |
| US11973301B2 (en) | Probes having improved mechanical and/or electrical properties for making contact between electronic circuit elements and methods for making | |
| US20150008950A1 (en) | Manufacturing advanced test probes | |
| PL246280B1 (pl) | Urządzenie do zastosowania jako łożysko lub prowadnica liniowa oraz sposób jego wykonania | |
| US8667673B2 (en) | Method for fabricating a laminated structure | |
| JP7005939B2 (ja) | コンタクトプローブ | |
| Agrawal et al. | Residual stress tuning in UV-LIGA fabricated microstructures using deposition temperature and reverse pulse plating | |
| JP6285707B2 (ja) | 金属調加飾部品及び金属調加飾部品を備えた自動車用メータ | |
| Yang et al. | A new approach to control a deflection of an electroplated microstructure: dual current electroplating methods | |
| Schmaljohann et al. | Challenges of sensor development based on thin film technology | |
| US20050189959A1 (en) | Electrochemical fabrication process for forming multilayer multimaterial microprobe structures | |
| US20130071683A1 (en) | Systems and methods for electroforming domes for use in dome switches | |
| US20230035647A1 (en) | Electroforming process | |
| Thian et al. | Formation of micromoulds via UV lithography of SU8 photoresist and nickel electrodeposition | |
| CN110662954A (zh) | 用于平面表面之间的粘附力测量的方法和设备 |