ליטוש פלזמה כאפשרות ליטוש חדשה להפחתת חספוס פני השטח של סגסוגת טיטניום נקבובית להדפסה תלת-ממדית

מכיוון שלא ניתן ללטש את הדופק הפנימי של מבנים נקבוביים על ידי זיהום מכני קונבנציונלי, יש למצוא שיטה חלופית. זיהום פלזמה היא שיטת עיבוד ידידותית לסביבה היעילה במיוחד עבור חתיכות עבודה מנטליות עם צורות מורכבות. כדי להתחיל, מקם את חלקי העבודה המופרדים מסגסוגת טיטניום בסלסלת הטיטניום מבלי שחלקי העבודה השונים ייגעו זה בזה.

הכניסו את סל הטיטניום לכבשן לטיפול בחום בטמפרטורת החדר וסגרו את דלת הכבשן. פתח את שסתום הגז כדי להסיר את האוויר ולשמור על מידת הוואקום המתאימה. כדי להגדיר את תהליך הטיפול בחום תחילה, חממו את הכבשן ל 800 מעלות צלזיוס למשך 1.5 שעות, ולאחר מכן שמרו על הטמפרטורה במשך שעתיים לפני הקירור.

לאחר הטיפול בחום, מקררים את הכבשן לטמפרטורת החדר וממלאים את הכבשן באוויר. ברגע שהתנור חוזר ללחץ אטמוספרי כפי שניתן לראות על הלוח, הוציאו את חומר העבודה מסגסוגת טיטניום נקבובי. כדי לצלם את המשטחים של חומר העבודה באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי, מקם את חומר העבודה על פלטפורמת האחסון בצורה אופקית.

מדוד את החספוס הממוצע האריתמטי של פני השטח או את הפרמטר RA. בחר הגדלה של 2.5x ובחר רחב למצב חי. כדי לבחון את המצב הכללי לחץ על עוצמה אוטומטית ועבור להגדלה פי 5.

לחץ על עוצמה אוטומטית והגדר את מצב החיים לקומפ. בחר את אזור העניין, לחץ על הגדר תחילה בנקודה הנמוכה ביותר והגדר אחרון בנקודה הגבוהה ביותר, והגדר את הרכישה למצב רגיל. לאחר כחמש דקות, יבא את התוצאות למסמך חדש בתוכנת ConfoMap ST8.

קל להשיג את ה- RA בטבלת הפרמטרים ב- ConfoMap ST. שימו לב למצב הכללי של חומר העבודה עם מראה פי חמישה. לאחר מכן, עבור למראה בעוצמה גבוהה ומקד את שדה הראייה בטרבקולר. כמת את אפקט ליטוש הפלזמה על ידי RA של חומר העבודה לפני ליטוש פלזמה.

לליטוש פלזמה, יש להשתמש בתמיסת אמוניום סולפט 4% עם pH בין 5.7 ל-6.1 כאלקטרוליט. הניחו את פני השטח של חומר העבודה מסגסוגת טיטניום נקבובי לליטוש אופקי וקבעו אותו על גוף התאורה. לאחר מכן, הכניסו את גוף התאורה למכונת ליטוש הפלזמה.

כוונו את זרם הליטוש ל-59 זוגות אמפר, את המתח ל-313 וולט ואת טמפרטורת אלקטרוליט הליטוש ל-101.6 מעלות צלזיוס, ובצעו ליטוש פלזמה בהתאם לפרמטרים אלו. לאחר ביצוע ליטוש פלזמה במשך 90 שניות, הוציאו את גוף התאורה ממכונת ליטוש הפלזמה. לאחר מכן, שנה מעט את המיקום של נקודת ההידוק שבה חומר העבודה מקובע לגופה.

לא התרחשה שם תגובה אלקטרוכימית מכיוון שהיא לא הייתה במגע עם תמיסת הליטוש. בצעו שוב ליטוש פלזמה למשך 90 שניות, והוציאו את גוף התאורה ממכונת ליטוש הפלזמה. הסר את חומר העבודה מהמתקן והכניס אותו למכונת הניקוי האולטרסונית עם מים נטולי יונים.

הגדר את טמפרטורת המים על 30 מעלות צלזיוס ונקה את חומר העבודה במשך שתי דקות. לאחר שתי דקות, להוציא את חומר העבודה ולפוצץ את הנוזל השיורי עם אוויר בלחץ גבוה. לאחר השלמת ליטוש הפלזמה, דמיינו את המשטחים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק ומיקרוסקופ קונפוקלי באותו אופן שהודגם קודם.

תמונות מיקרוסקופ האלקטרונים הסורק חשפו את ההבדל במורפולוגיות פני השטח של חומר העבודה מסגסוגת טיטניום נקבובי לפני ואחרי ליטוש פלזמה. בהגדלה של פי 30 ופי 100, פני השטח לפני ליטוש הפלזמה נראו מחוספסים יותר. כאשר הוגדלו ל -500x, האבקות המותכות למחצה ושכבות התחמוצת האבלטיבית שנצפו על פני הסגסוגת לפני ליטוש הפלזמה נמצאו נעדרות בעיקר לאחר הליטוש.

מעניין לציין כי הגודל הנקבובי והקטרים הטרבקולריים תאמו את העיצוב גם לאחר הליטוש. כל וחלק מחומר העבודה מסגסוגת טיטניום נקבובי צולמו באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי סיבובי מהיר. חספוס פני השטח בשני המקרים היה גבוה לפני ליטוש הפלזמה.

חספוס פני השטח של מבנים נקבוביים כפי שנחשף על ידי RA, מופחת באופן משמעותי לאחר ליטוש. טכנולוגיה זו הסבירה כי חלקי עבודה מסגסוגת טיטניום נקבוביים יכולים להפחית את חספוס פני השטח באמצעות טכנולוגיית זיהום פלזמה. מחקרים נוספים ניתן לבצע כדי לקבוע את הפרמטרים האופטימליים.