جدول 1 | رابطه علم و مهندسی خلاء

تکنیک های خلاء و مهندسی خلاء، هم در محیط صنعتی و هم برای جامعه علمی مهم هستند، چه در عملیات حرارتی و چه در فیزیک.

مهندسی خلاء

کوره خلاء دسته ای مدرن – با پوشش گرافیت و کامپوزیت کربن/کربن.

وابستگی به مهندسی خلاء

در اوایل تاریخ پردازش خلاء، کشف شد که روش‌های خاصی در محیط خلاء بهتر انجام میشوند.

پیشرفت هایی مانند “شکوفایی” سطوح عدسی برای افزایش انتقال نور، آماده سازی پلاسمای خون برای بانک های خون و تولید اجزای هوانوردی تجاری از فلزات فعال (مثلا تیتانیم) بدون انجام عملیات در خلاء امکان پذیر نخواهد بود.

ظهور انرژی هسته ای در دهه 1950 انگیزه ای برای توسعه تجهیزات خلاء در مقیاس بزرگ ایجاد کرد.

برنامه های کاربردی برای پردازش خلاء به سرعت گسترش یافت تا حوزه های جدیدی مانند میکروالکترونیک و شبیه سازی فضا را در بر بگیرد.

امروزه روش‌های تولید افزودنی، متالورژی پودر و پلاسما بر تکنیک‌های خلاء تکیه دارند.

در واقع، تولید آموخته است که پردازش خلاء، تغییرپذیری را حذف و تکرارپذیری فرآیند و قابلیت اطمینان محصول را بیشتر می‌کند.

علم خلاء

به عبارت ساده‌تر، علوم و مهندسی خلاء پایه‌ای برای تولید صنعتی مدرن است که یک صنعت چند میلیارد دلاری ایجاد می‌کند (شکل 3)

در حالی که بستر را برای نوآوری‌های فناوری و پیشرفت‌های متعدد در طراحی محصول فراهم می‌کند.

روش‌های خلاء برای تولید مجموعه‌ای از محصولات که بخشی از زندگی روزمره هستند، از جمله دستگاه‌های میکروالکترونیک و نوری، تلویزیون و صفحه‌نمایش کامپیوتر، پانل‌های فتوولتائیک و داروها پدید آمده‌اند.

تولید و نگهداری یک محیط خلاء و دانستن انواع خواصی که از درمان یک ماده معین حاصل می شود، تمرکز افرادی است که با فناوری خلاء کار می کنند.

اگرچه فعالیت‌ها طیف وسیعی از محصولات را در بر می‌گیرند، دانش پایه نسبتاً کمی برای همه آنها مشترک است.

مهندسی خلاء

یادداشت ها: 1. منبع: آمار بین المللی در زمینه فناوری خلاء (ISVT)

مهندسی خلاء بخشی از فناوری خلاء است که به طور خاص با فرآیندها و تجهیزاتی سروکار دارد که از روش‌ها و شیوه‌های خلاء برای دستیابی به نتایج برتر نسبت به فناوری‌های جایگزین (مانند پردازش اتمسفر، روش‌های انرژی کاربردی) استفاده

می‌کنند.

فرآیندهای متالورژی شامل عملیات حرارتی، لحیم کاری (شکل 4)، پیوند، پوشش، تمیز کردن و آزمایش/تحلیل می باشد.

از منظر مهندسی، هدف و مزایای یک طرح جدید یا موجود باید به طور کامل با تمرکز بر خواسته‌های کاربرد نهایی بررسی شود.

از نقطه نظر مهندسی، تعریف مشکل، مشخصات و همچنین نیازمندی های سیستمی مانند:

• الزامات مواد و سطح
• هندسه و ابعاد اجزا.
• محدودیت های طراحی
• نیازهای پردازش و بهره وری (زمان چرخه، کل زمان مجاز.)

علم خلاء شالوده ای را ایجاد می کند که مهندسین خلاء علم را بر اساس آن در تولید محصولات صنعتی به کار می برند.

اصول علمی اجازه می دهد تا کوره های خلاء ایجاد شوند در حالی که مهندسی طرحی را تولید می کند که قادر به عملکرد در یک محیط تولید باشد.

دانشمندان به مهندسان میگویند که چه چیزی بسازند و مهندسان به دانشمندان می گویند چه محدودیت ها یا مشکلاتی در ایجاد آن وجود دارد.

آنها در واقع متفاوت هستند، اما بسیار نزدیک به هم کار میکنند.

مهندسی، علم و فناوری همچنین بر دنیای واقعی تأثیر می‌گذارند (و تحت تأثیر آن قرار می‌گیرند).

نیازها، مشکلات و ارزش‌های ما اغلب تعیین می‌کنند که چه محصولاتی باید توسعه یابند یا به چه راه‌حل‌هایی باید پرداخته شوند و اولویت‌هایی که باید به آنها اختصاص داده شود.

خلاصه

شاید بهترین راه برای درک رابطه علم و مهندسی خلاء این باشد که بگوییم آنها به یکدیگر وابسته هستند.

در حالی که دانشمندان از فناوری هایی که مهندسان ایجاد می کنند (مثلاً میکروسکوپ، ابزار دقیق، متر) برای انجام تحقیقات خود استفاده می کنند.

مهندسانی که محصولات جدید را طراحی می کنند بر دانش دنیای واقعی توسعه یافته توسط دانشمندان تکیه می کنند.