Investigation of Ultra-precision Machining Using Molecular Dynamics Simulation and Experiments on Single Crystal Silicon
Ultra-precision machining is an advanced method for production of materials with nanoscale surface roughness. It is widely used in the manufacturing of precision components for defense, aerospace, optics, and electronics industries. For this feature, only a few industrial countries have access to this technology. Due to the high precision of this technology, many factors can affect the final surface quality. Machine components, machining conditions, tool geometry and material, environmental condition, workpiece material as well as vibration, are among the factors that are reviewed in this article. Afterwards, the effect of cutting depth on machining mechanism and surface quality is investigated using molecular dynamics investigation. The results revealed that when the ratio of cutting depth to tool edge radius becomes lower than 0.5, the effective rake angle would be bigger than the nominal rake angle. Furthermore, under this condition, the dominant machining mechanism is extrusion, which is different from the micro cutting mechanism. Finally, a series of experiments was conducted to study the impact of the undeformed chip thickness on the chip morphology and surface topography. For this purpose, Field Emission Scanning Electron Microscopy, 2D ultra-precision point autofocus probe as well as white light interferometer were exploited. The results indicated that at the lower relative tool sharpness, chip tearing occurs. Besides, by increasing this parameter to 100nm, silicon nano-ribbons is created.
Article Type:
Research/Original Article
Amirkabir Journal Mechanical Engineering, Volume:52 Issue: 3, 2020
141 - 150  
برخی از خدمات از جمله دانلود متن مقالات تنها به مشترکان مگیران ارایه می‌گردد. شما می‌توانید به یکی از روش‌های زیر مشترک شوید:
اشتراک شخصی
در سایت عضو شوید و هزینه اشتراک یک‌ساله سایت به مبلغ 300,000ريال را پرداخت کنید. همزمان با برقراری دوره اشتراک بسته دانلود 100 مطلب نیز برای شما فعال خواهد شد!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی همه کاربران به متن مطالب خریداری نمایند!
  • دسترسی به متن مقالات این پایگاه در قالب ارایه خدمات کتابخانه دیجیتال و با دریافت حق عضویت صورت می‌گیرد و مگیران بهایی برای هر مقاله تعیین نکرده و وجهی بابت آن دریافت نمی‌کند.
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.