Kemitraan baru antara ANCORP dan LOS Vacuum Products akan memungkinkan para ilmuwan dan insinyur mengoptimalkan kondisi vakum untuk proses mereka dengan memanfaatkan sifat aluminium dan titanium
Karena sains dan teknologi terus mendobrak batasan baru, ada permintaan yang meningkat untuk lingkungan vakum yang lebih bersih dan terkendali yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan setiap aplikasi. Baik untuk eksperimen presisi dalam fisika kuantum atau pembuatan massal chip komputer, para ilmuwan dan insinyur sedang mencari peralatan berperforma tinggi yang dapat mencapai kondisi ultrahigh vacuum (UHV) atau extreme high vacuum (XHV) sekaligus bekerja dalam batasan aplikasi mereka .
Sementara sistem vakum yang terbuat dari baja tahan karat terus menjadi teknologi pilihan untuk sebagian besar proses, aplikasi khusus yang memerlukan kondisi UHV atau XHV dapat memanfaatkan sifat yang ditawarkan oleh bahan alternatif seperti aluminium dan titanium. Di pusat penelitian dengan akselerator partikel, misalnya, aluminium menjadi populer untuk sistem beamline karena menghilangkan radiasi lebih efisien daripada baja tahan karat. Ini juga mempertahankan lebih sedikit sisa magnet, meminimalkan pengaruh yang mungkin terjadi pada medan magnet kuat yang digunakan untuk mengarahkan sinar.
“Semakin banyak ilmuwan dan insinyur melihat manfaat penggunaan aluminium dan titanium untuk proses UHV atau XHV mereka,” komentar Tom Bogdan, wakil presiden pengembangan bisnis di ANCORP, produsen ruang vakum, katup, dan komponen yang berbasis di AS. “Fasilitas ilmiah berskala besar dan komunitas Litbang menawarkan lingkungan yang kaya untuk teknologi canggih ini, sementara sektor komersial juga mulai menggunakan aluminium untuk meningkatkan kondisi proses manufaktur presisi tinggi.”
ANCORP merancang dan memproduksi lini peralatan vakumnya sendiri, dan juga telah mendirikan fasilitas khusus untuk membangun bilik khusus dari baja tahan karat. Sekarang perusahaan telah membentuk kemitraan dengan Produk Vakum LOS, yang berspesialisasi dalam membuat perangkat keras vakum dari aluminium dan titanium, untuk memungkinkan pelanggannya mengeksploitasi material berperforma tinggi ini dalam proses UHV dan XHV mereka. “Ini adalah kemitraan yang hebat antara dua perusahaan yang berfokus untuk memberikan solusi vakum berkinerja tinggi bagi pelanggan mereka,” komentar Bogdan. “LOS Vacuum akan mendapat manfaat dari kemampuan kami untuk menjalin hubungan dengan pasar global, sementara kami memperoleh keuntungan dengan menambahkan teknologi unik mereka ke dalam portofolio produk kami.”
LOS Vacuum Products didirikan pada tahun 2013 untuk merancang dan membangun ruang vakum khusus untuk aplikasi UHV dan XHV. “Aluminium dan titanium menjadi lebih populer untuk memenuhi kebutuhan yang terus meningkat untuk pengembangan teknologi yang lebih bersih dan presisi,” kata Eric Jones, pendiri dan pemilik perusahaan. Sementara permintaan awal sebagian besar berasal dari komunitas riset, Jones melaporkan meningkatnya minat dari produsen peralatan yang menargetkan sektor semikonduktor, serta pasar negara berkembang untuk sistem medis dan produksi sel surya. “Seiring berkembangnya teknologi tersebut, lingkungan vakum menjadi sangat penting,” katanya.
Salah satu keunggulan utama aluminium adalah lebih cepat dan lebih mudah dikerjakan daripada baja tahan karat, sehingga menawarkan lebih banyak fleksibilitas untuk menggabungkan fitur yang dipesan lebih dahulu ke dalam desain. Konduktivitas termalnya yang unggul juga memungkinkan ruang aluminium memanas lebih cepat dan lebih seragam, yang mempercepat proses pemanggangan yang diperlukan untuk mencapai kondisi UHV atau XHV. “Stainless steel harus jauh lebih panas untuk menghilangkan molekul gas dan kontaminan dari permukaan ruang vakum, dan itu membutuhkan lebih banyak energi dalam jangka waktu yang lebih lama,” jelas Jones. “Aluminium mengurangi biaya kepemilikan dan dampak lingkungan, yang digabungkan dengan kemampuan manufakturnya yang ditingkatkan menjadikannya pilihan yang menarik untuk sektor semikonduktor.”
Sementara itu, ruang vakum yang terbuat dari titanium menawarkan pilihan yang lebih baik untuk eksperimen dalam fisika kuantum, karena kekuatan dan bobot ekstra mereka memberikan stabilitas lebih untuk proses yang mendapat manfaat dari pembangkitan harmonik, dan juga disukai untuk aplikasi yang sangat penting untuk menghilangkan medan magnet. sinyal. Titanium juga berfungsi sebagai pengambil untuk menyerap hidrogen – kontaminan umum saat menggunakan baja tahan karat di lingkungan UHV atau XHV – yang memungkinkan sistem vakum titanium untuk mendukung kondisi XHV hingga sekitar 10-13 Tor.
Baik menggunakan aluminium atau titanium, kondisi proses terbaik dicapai dengan menggunakan logam yang sama pada perlengkapan dan perlengkapan yang digunakan untuk berinteraksi dengan sistem vakum. Itu termasuk flensa konflat yang banyak digunakan untuk memastikan segel anti bocor di lingkungan UHV dan XHV, yang bekerja dengan menekan dua permukaan logam keras yang dikerjakan dengan ujung pisau ke dalam gasket logam yang lebih lembut. Hal ini menyebabkan logam yang lebih lunak mengalir dan mengisi ketidaksempurnaan mikroskopis pada permukaan logam keras, menciptakan segel yang dapat menahan suhu dan tekanan ekstrem hingga rezim XHV.
ANCORP telah memproduksi flensa conflat yang seluruhnya terbuat dari baja tahan karat, sedangkan LOS Vacuum memproduksi versi semua-titanium serta beberapa model yang menggabungkan bodi aluminium dengan permukaan yang terbuat dari baja tahan karat atau titanium. “Komponen spesialis yang dibuat oleh LOS Vacuum memungkinkan kami menawarkan solusi unik bagi pelanggan yang menggunakan aluminium atau titanium untuk sistem vakum mereka,” komentar Bogdan. “Kami telah melihat pelanggan yang terpaksa menggunakan cincin-O ganda untuk penutup mereka, tetapi segel logam-ke-logam mengurangi pelepasan gas dan menghasilkan proses yang lebih baik.”
Komponen bimetal dibuat menggunakan teknik yang disebut bonding ledakan, proses pengelasan keadaan padat yang menghasilkan ikatan mekanis yang kuat dengan ketebalan hanya beberapa mikron. Muatan ledakan memaksa logam bersama pada tekanan yang sangat tinggi, menyebabkan lapisan atom yang dekat dengan dua permukaan menjadi plasma. Saat logam bertabrakan, semburan plasma didorong di sepanjang permukaan yang membersihkannya dari segala kotoran, sementara perilaku logam yang seperti cairan menciptakan sambungan berbentuk gelombang yang cukup kuat untuk menahan kondisi UHV dan XHV.
ANCORP sekarang memasok lini standar flensa dan fiting bimetal diproduksi oleh LOS Vacuum, sedangkan proses bonding ledakan juga memungkinkan komponen dipesan lebih dahulu dibuat dari dua logam berbeda. Dua dari konfigurasi standar menggabungkan dasar aluminium dengan permukaan yang terbuat dari baja tahan karat dengan kualitas berbeda, sementara yang lain menggabungkan flensa berwajah titanium ke bodi aluminium. Versi kedua ini memiliki keuntungan menghilangkan jejak magnet dan menghindari bahaya keselamatan yang disebabkan oleh radiasi latar, dan bahkan dapat lebih hemat biaya daripada flensa yang dilapisi baja tahan karat. “Bahan bakunya mungkin lebih mahal tetapi flensa bimetal yang terbuat dari baja tahan karat membutuhkan lebih banyak langkah untuk membuatnya,” komentar Jones. “Untuk titanium, proses pengikatannya tidak terlalu rumit dan lebih murah.”
Jones dan timnya juga berhasil menghilangkan salah satu bahan interlayer yang biasanya dibutuhkan untuk transisi dari satu logam ke logam lainnya. Proses mereka menghilangkan kebutuhan akan tembaga, yang sangat ingin dihindari oleh produsen semikonduktor. “Itu sekarang menjadi bagian dari lini produk standar,” kata Jones. “Ini memotong biaya bahan dan pembuatan, dan mengurangi kemungkinan jalur kebocoran melalui flensa.”
Sebagai bagian dari kemitraan, ANCORP juga akan memperluas kemampuan fabrikasi khusus yang ada untuk merancang dan memasok ruang vakum pesanan yang terbuat dari titanium atau aluminium. Selama fase desain awal, perusahaan bekerja sama dengan pelanggannya untuk memahami persyaratan khusus mereka dan merekomendasikan teknologi terbaik untuk aplikasi mereka. “Jika pelanggan memiliki proses yang sangat tidak biasa atau menuntut yang akan mendapat manfaat dari penggunaan aluminium atau titanium, kami akan melibatkan Eric dan timnya untuk memberikan beberapa keahlian khusus,” ujar Bogdan. “Selain menyesuaikan desain dengan aplikasi, kami perlu memastikan bahwa tim di LOS Vacuum dapat membuat solusi untuk parameter yang diperlukan.”
Bogdan yakin bahwa menambahkan kemampuan khusus ini ke penawaran teknologi ANCORP akan membantu membuka pasar baru di sektor Litbang serta manufaktur semikonduktor. “Solusi low-outgassing ini dapat memberikan keunggulan proses nyata dalam beberapa aplikasi,” ujarnya. “Kami ingin membuat opsi ini tersedia untuk lebih banyak pelanggan di komunitas ilmiah internasional, serta di sektor komersial.”
Bagi Jones, kemitraan dengan ANCORP menawarkan cara untuk mengekspos teknik fabrikasi spesialis perusahaan ke basis pelanggan yang jauh lebih besar. “Kami masih merupakan perusahaan kecil yang berfokus pada penyampaian solusi unik untuk proyek tertentu, dan kami tidak memiliki banyak kekuatan untuk menjalin hubungan dengan pelanggan baru,” komentarnya. “Kemitraan dengan ANCORP akan memungkinkan kami membawa rangkaian produk dan keahlian teknis kami ke pasar global.”
