Бондаренко Максим Олексійович. Підвищення ефективності електронної технології та обладнання для фінішної обробки оптичних пластин під вироби мікрооптики : Дис... канд. техн. наук: 05.03.07 / Черкаський держ. технологічний ун-т. — Черкаси, 2006. — 155арк. : рис., табл. — Бібліогр.: арк. 115-131.
Анотація до роботи:
Бондаренко М.О. Підвищення ефективності електронної технології та обладнання для фінішної обробки оптичних пластин під вироби мікрооптики. – Рукопис.
Дисертація на здобуття вченої степені кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки. Національний технічний університет України ”Київський політехнічний інститут”. – Київ, 2006.
Встановлені фактори і досліджені процеси, що впливають на ефективність електронної обробки поверхонь оптичних матеріалів. Вдосконалено обладнання і технологічний процес фінішної електронної обробки оптичного силікатного скла. Захищаються 16 наукових робіт, що містять результати дослідження поверхні оптичних виробів мікрооптики в залежності від режимів обробки: попереднього нагріву, електронної дії та охолодження. Якість обробки підвищується в результаті стабілізації струму емісії катода, юстирування електронно-оптичної системи електронної гармати, відстані інструменту обробки (електронної гармати) до об'єкту обробки, режимів попереднього нагріву і охолоджування виробів в процесі електронної обробки.
В дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове розв‘язання наукової задачі вдосконалення технології та електронного обладнання фінішної обробки оптичних пластин під вироби мікрооптики, що відповідає меті та задачам дослідження і відображено в науковій новизні.
Отримані нові експериментальні дані по впливу технологічних параметрів стрічкового електронного потоку (питомої потужності, швидкості електронної обробки) на значення залишкових мікронерівностей на поверхні оптичного скла марок К8, БК10, ТК21, за якими встановлено, що збільшення питомої потужності електронного потоку з одночасним зменшенням швидкості електронної обробки призводить до зменшення мікрорельєфу поверхні пластин від Ra = 40...110 нм (після хіміко-механічного полірування з подальшим ультразвуковим очищенням) до рівня Ra = 1,5...3,7 нм.
Вдосконалення технологічного обладнання фінішної електронної обробки оптичних матеріалів шляхом стабілізації прикатодних процесів електронної гармати Пірса та застосування розробленої системи керування режимами попереднього нагріву і подальшого охолодження виробів з оптичного скла дозволило розширити та підтримувати з заданою точністю діапазон прискорюючих напруг з 1,5 кВ до 12 ± 0,05 кВ, струмів електронного потоку з 50 мА до 500 ± 2 мА, відстаней від електронної гармати до оброблюваної поверхні з 10 мм до 40 мм, швидкостей електронної обробки з 1,5 см/с до 10 ± 0,1 см/с та часу експлуатації катоду з 40 годин до 120 годин.
Вперше розроблений комплекс математичних моделей дозволяє з більш високою точністю (відносна похибка 5...8% замість 10...15%) і в режимі реального часу розраховувати повні термічні цикли електронної обробки оптичних матеріалів, що включають попередній нагрів, електронну дію та завершальне охолодження.
Вперше розроблена автоматизована система керування термічним циклом електронної обробки дозволяє керувати швидкостями попереднього нагріву (п.н. = 8,0...10 град/хв.) та завершального охолодження (ох = 0,5...3,0 град/хв.) з точністю ±0,5 град/с, чим підтримуються остаточні термонапруження в оптичному матеріалі на рівні, який не перевищує гранично допустимих значень (3,2-3,6 МПадля виробів товщиною 2 мм), і підвищується повторюваність технологічного експерименту з 3...5% до 25...30%.
Вперше розроблена методика в основу якої покладено метод скануючої атомно-силової мікроскопії, дозволяє визначати залишкові мікронерівності на поверхні пластин з оптичного скла після їх електронної обробки, які не перевищують 5 нм, що задовольняє сучасним вимогам які висуваються до поверхонь виробів мікрооптики Міжнародним стандартом ISO 10110-1/14.
Основні результати дисертаційної роботи знайшли практичне застосування на вітчизняних (НПК „Фотоприлад”, ТОВ „НВК „АСКЄНН” (м.Черкаси), Черкаський державний технологічний університет) та закордонних (ТДВ „Микротестмашины” (м. Гомель, Білорусь) підприємствах при обробці пластин з оптичного скла марок К8, БК10, ТК21 під вироби мікрооптики (растри мікролінз, відбиваючих мікроелементів, дифракційні решітки тощо), що дозволило зменшити мікрорельєф поверхні з Ra = 40...110 нм до Ra = 1,5...3,7 нм; збільшити повторюваність результатів обробки з 3…5% до 25…30% та надійність безперервної експлуатації виробів за умов згідно ОСТ3-69-77 з 10...15 років до 20 років; підвищити стабільність прикатодних процесів та збільшити час експлуатації дротяного вольфрамового катоду в електронній гарматі Пірса з 40 до 120 годин.
Публікації автора:
Основні положення дисертації опубліковано в таких роботах:
Канашевич Г.В., Бондаренко М.О. Сучасні варіанти з’єднань волоконно-оптичних ліній зв’язку // Вісник Черкаського державного технологічного інституту. – 1998. – №3. – С.56-62.
Автором проведений аналіз способів з‘єднань оптичних волокон у волоконно-оптичних лініях зв‘язку
Канашевич Г.В., Ващенко В.А., Бондаренко М.О. Перспективи використання електронного променя в технологіях інтегральної оптики // Вісник Черкаського державного технологічного інституту. – 2000. – №2. – С.189-193.
Автором проведений аналіз використання стрічкового електронного потоку в сучасних оптичних технологіях
Ващенко В.А., Канашевич Г.В., Дмитренко П.П., Бондаренко М.О., Рудь М.П. Вплив режимів електронно-променевої обробки на властивості поверхневих шарів оптичних керамік // Вісник Сумського державного університету. – 2001. – №9(30)-10(31). – С.154-161.
Автором проведені вимірювання мікротвердості поверхневих шарів оптичних керамік марок КО-1
Ващенко В.А., Канашевич Г.В., Дмитренко П.П., Рудь М.П., Бондаренко М.А. Влияние режимов электронно-лучевой обработки на свойства поверхностных слоев оптических стекол // Вісник Сумського державного університету. – 2002. – №5(38)-6(39). – С.99-105.
Автором визначена глибина проплавлення поверхневих шарів оптичного скла К8, К108 методом растрової електронної мікроскопії
Ващенко В.А., Канашевич Г.В., Дробот І.В., Бондаренко М.О. Реалізація заданного розподілення теплової дії за допомогою системи стрічкових електронних променів // Радиоэлектроника и информатика. – 2002. – №2(19), С.48-51.
Автором проведено розрахунок на ПЕОМ в математичному пакеті MathCAD 2001i розподілу теплової дії від електронного потоку для різної кількості джерел гаусового типу
Автором розроблена система зв‘язку ПЕОМ з пристроєм керування переміщенням оптичних заготовок при електронній обробці
Rud M.P., Boyko V.P., Kovalenko Yu.I., Bondarenko M.A., Kanashevich G.V., Vaschenko V.A. The express-diagnostics of band electronic stream // Вісник Черкаського державного технологічного університету, №3, 2005. – С.49-51.
Автором проведено обробку на ПЕОМ із залученням математичного пакету MathCAD 2001i результатів зондування електронного потоку стрічкової форми та побудовано вольт-амперні характеристики електронного потоку для різних режимів обробки
Ващенко В.А., Краснов Д.М., Канашевич Г.В., Дубровская Г.Н., Бондаренко М.А. Яценко И.В., Рудь М.П. Математическое моделирование и расчет влияния параметров ленточного электронного луча на процессы обработки изделий микрооптики и наноэлектроники // Международный сборник научных трудов «Прогрессивные технологии и системы машиностроения» – Донецк: ДонГТУ. – 2002. – Вып.20. – С.60-64.
Автором проведені дослідження впливу прискорюючої напруги та струму електронного потоку на залишкові мікронерівності поверхонь виробів мікрооптики
Канашевич Г.В., Дубровська Г.М., Бондаренко М.О. Структурні перетворення у поверхневому шарі оптичного скла та фотопластинах від дії низькоенергетичного електронного потоку // Материалы научно-технической конференции «Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении», г.Одесса, 2-4 июня 2004. – С.60-64.
Автором проведені дослідження мікроструктури поверхневого шару пластин із оптичного скла та фотопластин методом атомно-силової мікроскопії
Канашевич Г.В., Бондаренко М.О., Рукон А.К.М. Доцільність впровадження мікрооптичного виробництва в Україні // Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції „Теорія і практика сучасної економіки”, Черкаси: ЧДТУ, 2005. – С.234-237.
Автором проведені розрахунки економічної ефективності від впровадження мікрооптичного виробництва лінзових растрів в Україні
Автором проведені експериментальні дослідження приповерхневого шару оптичного скла К8, К108 після електронної обробки з наступним травленням у розчині HF+гліцерин методом електронної мікроскопії
Пат. 4752 Україна, МКИ С03В29/00; Н01J37/305. Пристрій для електронно-променевої обробки виробів / Г.В.Канашевич, М.О.Бондаренко, М.П.Рудь, В.А.Ващенко, І.В.Яценко (Україна); Заявл. 20.02.04; Опубл. 15.02.2005; Бюл. №2.
Автором розроблено та виготовлено схему системи програмного керування і контролю попереднім нагрівом та завершальним охолодженням оптичного скла при електронній обробці
Автором розроблено та виготовлено печі попереднього нагріву та завершального охолодження оптичного скла при електронному поліруванні
Канашевич Г.В., Ващенко В.А., Бондаренко М.О. Оптимізація параметрів стрічкового електронного потоку за допомогою зон термічного впливу // Тези доповідей Першої Міжнародної НТК «Машинобудування та металообробка – 2003». – Кіровоград. – 17-19 квітня 2003. – С.15-16.
Автором досліджено зони термічного впливу на матеріалах, які виникли від термічної дії електронного потоку стрічкової форми
Бондаренко М.А. Програмне керування і контроль режимами попереднього нагріву та охолодження оптичного скла при електронно-променевій обробці // Матеріали Четвертої щорічної Промислової конференції з міжнародною участю та виставки “Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях”. – Славське, Львівскої обл., Карпати, 2-7 лютого 2004. – С.240-242.
Автором розроблена програма на об‘єктно-орієнтованій мові С++ керування попереднім нагрівом та завершальним охолодженням оптичного скла при електронній обробці
Дубровская Г.Н., Канашевич Г.В., Котляр А.В., Бондаренко М.А. Получение нанокристаллических пленок системы La2O3 – La – C // Сборник докладов 5-ой Международной научно-технической конференции «ОТТОМ-5», г.Харьков, 27 сентября – 1 октября, 2004 г. – С.282-283.
Автором розроблена і відпрацьована методика дослідження мікрорельєфу поверхні нанокристалічних плівок методом атомно-силової мікроскопії
