Elektroerozyjne i elektrochemiczne metody mikrowytwarzania

Wiodącym tematem monografii są elektroerozyjne i elektrochemiczne techniki mikrowytwarzania, należące do metod niekonwencjonalnych. Te wzajemnie komplementarne technologie mają szereg cech wspólnych i przez to zbliżone obszary zastosowania, a ponadto mogą być z łatwością zintegrowane w ramach jednej obrabiarki (zarówno w procesach hybrydowych, jak i sekwencyjnych).

W książce przedstawiono: specyfikę mikrowytwarzania, uwarunkowania związane z dostosowaniem technologii obróbkowych do mikrowytwarzania, problemy wynikające ze skalowania w dół procesu i systemu obróbkowego oraz znaczenie niekonwencjonalnych technik wytwarzania w mikroobróbce. Omówiono podstawy fizyczne i technologiczne obróbki elektroerozyjnej oraz elektrochemicznej, podano warunki przystosowania obu technologii do mikrowytwarzania, scharakteryzowano stosowane w mikrowytwarzaniu procesy i odmiany kinematyczne oraz wskazano obszary zastosowania obróbki elektroerozyjnej i elektrochemicznej. Jeden z rozdziałów poświęcono tematyce integracji technik mikrowytwarzania, przy czym skoncentrowano się zwłaszcza na omówieniu elektrochemicznych i elektroerozyjnych hybrydowych procesów łączonych i wspomaganych oraz na możliwościach sekwencyjnego połączenia – w ramach jednej obrabiarki – mikroobróbki elektrochemicznej i elektroerozyjnej. Przedstawione analizy w dużym stopniu zostały poparte wynikami prac badawczych i rozwojowych prowadzonych przy współudziale autora.

Przedostatni rozdział dotyczy jednego z najdynamiczniej rozwijających się obszarów działalności inżynierskiej, czyli nanotechnologii, w tym nanowytwarzania, obejmującego odtwarzalne na skalę przemysłową procesy wytwarzania i kontroli jedno-, dwu- lub trójwymiarowych regularnych struktur, komponentów, urządzeń lub systemów w nanoskali. Ważnym trendem nanowytwarzania są badania nad ostrzowymi metodami nanowytwarzania. Jako narzędzie budowy i modyfikacji nanostruktur wykorzystuje się w nich ostrza mikroskopów skaningowych STM lub AFM. Na tle innych technik nanowytwarzania metody ostrzowe charakteryzują się możliwością kształtowania dowolnych materiałów, wysoką wydajnością, elastycznością oraz relatywnie szerokimi możliwościami aplikacyjnymi. Wśród ostrzowych metod nanowytwarzania można wyróżnić grupę metod wykorzystujących zjawiska fizyczne indukowane silnym polem elektrycznym w nanometrycznej szczelinie pomiędzy ostrzem a powierzchnią przedmiotu. Inicjuje ono różnorodne zjawiska fizyczne i procesy chemiczne, które umożliwiają kontrolowane wprowadzanie zmian na powierzchni materiału. Przeskalowanie szczeliny do wymiarów nanometrycznych powoduje, że trudno jednoznacznie wskazać wiodący charakter zjawisk prowadzących do usuwania, osadzania lub modyfikacji materiału. Zjawiska zachodzące w obszarze obróbki mają charakter hybrydowy i nie można w sposób jednoznaczny (jak w przypadku makro- i mikroobróbki) dokonać podziału na ostrzowe metody elektroerozyjne i elektrochemiczne.

W ostatnim rozdziale podsumowano przeprowadzone prace oraz omówiono potencjał aplikacyjny i perspektywy rozwoju mikroobróbki elektroerozyjnej i elektrochemicznej.

Sebastian Skoczypiec: Elektroerozyjne i elektrochemiczne metody mikrowytwarzania. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2019