Farklı İmalat Yöntemleri İle Elde Edilen Mikrokanalların Metrolojik Karakterizasyonu

Abstract

Mikro imalat teknolojilerindeki gelişmeler yüksek hassasiyetli, düşük maliyetli ve yüksek performansa sahip mikro sistemlerin imalatın olanaklı hale getirmiştir. Mikrokanallar, mikro sistemlerin temel bileşenlerinden biri olarak mikroelektromekanik, kimyasal ve biyolojik cihazlar gibi mikro ve nano akışkan uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikrokanalların malzemesine, boyutsal imalat hassasiyetine, yüzey yapısına, istenen mekanik ve termal özelliklerine bağlı olarak çeşitli mikro imalat yöntemleri geliştirilmiştir. Genel olarak, bu imalat yöntemlerinin hassas mekanik imalat, silikon temelli imalat ve polimer işleme teknolojilerine dayandığı söylenebilir. Ancak, mikro ölçekli imalatlarda istenen hassasiyet ve kaliteye ulaşabilmek için bu imalat tekniklerinde birtakım değişiklikler yapmak gerekir. Çoğu imalat yönteminde aynı prosesi kullanarak hem makro hem de mikro ölçekte istenen özelliklerde ürün elde etmek mümkün değildir. Bu çalışmada, farklı ısı transferi ve akış prosesinde kullanılmak üzere farklı imalat metotları ile elde edilen mikrokanallı ısı alıcıların boyut ve yüzey karakteristikleri karşılaştırılmıştır. Mikrokanallı ısı alıcılar, litografi, hassas mekanik işleme, lazer tabanlı imalat yöntemleri, elektroerozyonla işleme yöntemleri kullanılarak üretilmişlerdir. Elde edilen mikrokanalların metrolojik işlemleri optik mikroskop ve optik profilometre ile yapılmıştır. İmalat yöntemleri, her bir mikrokanal için aynı imalat toleransının yakalanabilmesi, mikrokanalların dikdörtgen kesitli profile sahip olması, mikrokanal tabanında radyüs oluşumu, yüzey pürüzlülük değerinin kontrol edilebilmesi ve yüzeyin homojen bir pürüzlülük dağılımına sahip olması açısından değerlendirilmiştir. Bu kriterleri en iyi sağlayan yöntemin dalma elektroerozyonla üretilen mikrokanallı ısı alıcılar olduğu görülmüştür.