Design and fabrication of polymer magnetic actuators for scanning

Design and Fabrication of Polymer MagneticActuators for ScanningÖzetBu tezde polimer kalıplama ve manyetik film elektrokaplama yöntemleri kullanılarak üretilen basitve düşük maliyetli rezonans lazer taryıcıların tasarımı ve geliştirilmesi anlatılmaktadır. Buradaanlatılan polimer manyetik tarayıcılar, prototip bir barkod okuyucu düzeneğinde kullanılmış ve eldeedilen performansın çeşitli tek boyutlu ve iki boyutlu görüntüleme uygulamaları için yeterli olduğukanıtlanmıştır. Bu çalışmanın en önemli katkıları (1) polimerler ve elektrokaplama ile elde edilmişmanyetik malzemeler kullanarak basit ve düşük maliyetli üretim metodunun geliştirilmesi (2)manyetik malzemeler kullanarak bir boyutlu ve iki boyutlu tarama işlemleri için dinamik tahriklememetodlarının modellenmesi ve geliştirilmesi olarak sıralanabilir.Bu çalışma için iki tür tarayıcı tasarlanmıştır: Yalniz bir ucu destekli olan bükülme ile çalışantarayıcılar, iki ucu destekli burulma ile çalışan tarayıcılar. Geliştirdiğimiz metod, mikro teknoloji ileüretilen tarayıcılardan farklı olarak, temiz oda veya foto-litografi işlemleri gerektirmemektedir.Polimerler kalıplama ile yada kesilerek istenilen şekle getirilmiş, tarayıcı ayna olarak kullanılmışlardır.Değişik tip kendinden sertleşen yada morötesi ışıkla sertleşen polimerler yapısal malzeme olarakdenenmişlerdir. Morötesi ışıkla sertleşen polimerle ve baskı devre üreticileri tarafindan kullanılanüzeri bakır kaplı kartlarla iyi sonuçlar elde edilmiştir. Yüksek yansıtıcılık ve ayna yüzey kalitesi içinpolimerin bir yüzü ya Aluminyum kaplanmış yada Aluminyum kaplı Silikon bir ayna tarayıcıyailiştirilmiştir. Manyetik malzemenin yapısal malzemeyle birleştirilmesi iki türlü gerçekleştirilmiştir:(1) Toz halindeki manyetik parçacıkların polimerle karıştırılması, (2) polimerin altına nikel demiralaşım filmin elektrokaplanması. Rezonans modunda dinamik tahrikleme, dışarıdaki bir elektro-mıknatısa zamanla değişen bir akım uygulanmasıyla sağlanmıştır. Aynı manyetik alan için,elektrokaplama ile yapılmış tarayıcılardaki manyetik kuvvetin, manyetik parçacıklı tarayıcılarla eldeedilen manyeti kuvvetten daha güçlü olduğu gözlenmiştir. Nikel demir alaşım filmlerinelektrokaplanması kaplama laboratuarımızda gerçekleştirilmiştir.Bu çalışmanın katkılarından bir başkası da yumuşak manyetik malzeme kullanan tahrikmekanizmalarının doyma ve doğrusal modlarda modellenmesi ve optimizasyonu üzerine olmuştur. Buçalışma, tarayıcının küçük açısal dönüşlerini incelemektedir. Elektro-mıknatıs parametrelerininmalzeme magnetizasyonu üzerindeki etkileri ve manyetik malzemenin ardıl izleminin tarayıcıdinamiği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Manyetik alanın radyal ve dik bileşenlerinin ve incemanyetik filmlerdeki şekilsel anizotropinin, malzeme magnetizasyonunu ve manyetik kuvvetleribelirleyen önemli faktörler olduğu anlaşılmıştır. Prototip cihazlar static ve dinamik methodlarkullanılarak test edilmiş, deneysel sonuçlar teorik ve sonlu eleman anlizi sonuçlarını doğrulamıştır.Son olarak, üretilen tarayıcılar kullanılarak bir barkod okuyucu sistemi gösterilmiş ve tipik bir boyutlubarkodlar için performans kriterleri yakalanmıştır.Danışman: Yard. Doç. Hakan Ürey Tarih:Enstitü Müdürü: Prof. Dr. Yaman Arkun Tarih: