تجهیزات دقیق اندازه‌گیری، بخش مهمی از زنجیره کنترل کیفیت و توسعه فناوری در صنایع مختلف به شمار می‌روند و دسترسی به نمونه‌های دقیق و در عین حال مقرون‌به‌صرفه می‌تواند هزینه توسعه و تولید را کاهش دهد. توسعه این تجهیزات در داخل کشور همچنین امکان متناسب‌سازی آن‌ها با نیازهای واقعی کاربران و ارائه خدمات فنی و نرم‌افزاری را فراهم می‌کند.
اندازه‌گیری ضخامت لایه‌های نازک با دقت ۲ نانومتر
مهندس علی صالح‌پور، مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان فناوری خلاء کهربا، با اشاره به فعالیت این مجموعه در زمینه ساخت تجهیزات پیشرفته اندازه‌گیری اپتیکی گفت یکی از محصولات توسعه‌یافته این شرکت، ضخامت‌سنج لایه‌های نازک مبتنی بر پراش فرنل است؛ محصولی که ثبت اختراع آن نیز انجام شده است.
در این دستگاه، پرتوهای نور در زوایای مختلف به نمونه تابانده می‌شوند و با تحلیل داده‌های حاصل از برهم‌کنش نور با نمونه، ضخامت لایه نازک اندازه‌گیری می‌شود. به گفته صالح‌پور، این سامانه می‌تواند ضخامت لایه‌ها را با دقتی در حدود ۲ نانومتر تعیین کند.
وی درباره نوآوری به‌کاررفته در این محصول توضیح داد که بخش اصلی فناوری در نحوه تحلیل داده‌ها قرار دارد و الزاماً به پیچیدگی بالای بخش فیزیکی دستگاه وابسته نیست. در این روش، داده‌های به‌دست‌آمده از اندازه‌گیری با داده‌های نظری مقایسه می‌شوند و از این طریق نموداری به دست می‌آید که ضخامت نمونه را در نقاط مختلف مشخص می‌کند.
این دستگاه برای صنایعی که از فرآیندهای لایه‌نشانی استفاده می‌کنند، طراحی شده است؛ از جمله تولید قطعات نیمه‌هادی و ایجاد پوشش‌هایی مانند پوشش‌های ضدخش. یکی از ویژگی‌های مهم این محصول، هزینه پایین آن در مقایسه با نمونه‌های خارجی است. قیمت این ضخامت‌سنج حدود ۳ تا ۴ هزار دلار اعلام شده که حدود یک‌چهارم تا یک‌پنجم هزینه نمونه‌های خارجی مشابه است.
به گفته مدیرعامل شرکت فناوری خلاء کهربا، استفاده از این دستگاه به میز اپتیکی یا شرایط ویژه آزمایشگاهی نیاز ندارد و نتیجه اندازه‌گیری نیز در کسری از ثانیه در اختیار کاربر قرار می‌گیرد. همچنین طراحی دستگاه به‌گونه‌ای است که استفاده از آن حتی برای اپراتورهایی که تخصص بالایی در این حوزه ندارند، امکان‌پذیر باشد.
ترسیم توپوگرافی سطوح با دقت ۵ نانومتر
رویه‌نگار اپتیکی سطح، دیگر محصول توسعه‌یافته شرکت فناوری خلاء کهربا است که بر پایه فناوری تداخل‌سنجی یا اینترفرومتری کار می‌کند. این دستگاه برای اندازه‌گیری و ترسیم توپوگرافی سطح طراحی شده و می‌تواند ساختار سطح را با دقت ۵ نانومتر نقشه‌برداری کند.
یکی از تفاوت‌های این سامانه با میکروسکوپ‌های نیروی اتمی (AFM)، وسعت ناحیه قابل بررسی است. در حالی که AFM معمولاً امکان بررسی نواحی بسیار کوچک در مقیاس میکرومتری را فراهم می‌کند، رویه‌نگار اپتیکی شرکت کهربا می‌تواند ناحیه‌ای در حدود یک میلی‌متر مربع را مورد بررسی قرار دهد.
صالح‌پور با اشاره به این تفاوت گفت این ویژگی باعث می‌شود دستگاه برای بررسی سطوحی با زبری بیشتر و ابعاد بزرگ‌تر نیز قابل استفاده باشد. به گفته وی، چنین قابلیتی در صنایعی مانند هواپیماسازی و تولید لاستیک که بررسی ویژگی‌های سطحی در ابعاد بزرگ اهمیت دارد، کاربرد قابل توجهی دارد.
کاربردهای این فناوری به صنایع سنگین محدود نمی‌شود. بررسی کیفیت سطح ایمپلنت‌های دندانی از جمله کاربردهای آن در حوزه پزشکی و دندانپزشکی است. همچنین در صنایع غذایی می‌توان از این فناوری برای بررسی یکنواختی سطح محصولاتی مانند شکلات استفاده کرد. قیمت این دستگاه نیز در مقایسه با نمونه‌های خارجی کاهش قابل توجهی داشته و حدود یک‌چهارم نمونه‌های مشابه خارجی اعلام شده است.
اندازه‌گیری ارتعاش سازه‌ها و تجهیزات از راه دور
شرکت فناوری خلاء کهربا در حوزه پایش وضعیت سازه‌ها و تجهیزات صنعتی نیز محصولی با عنوان ارتعاش‌سنج از راه دور توسعه داده است. این سامانه با بررسی الگوهای نوری ایجادشده روی سطح، امکان اندازه‌گیری ارتعاشات را بدون نیاز به تماس مستقیم با سازه فراهم می‌کند.
این فناوری می‌تواند برای پایش ارتعاش پل‌ها و ساختمان‌ها و همچنین بررسی عملکرد و وضعیت موتورهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. صالح‌پور با اشاره به مبنای این روش گفت فناوری مورد استفاده، یک روش استاندارد در سطح جهان محسوب می‌شود و دقت حاصل از آن برای پیش‌بینی خرابی‌ها و پایش وضعیت سازه‌ها کافی است.
به گفته وی، نمونه نقطه‌ای این سامانه نیز برای پایش لحظه‌ای وضعیت موتورها در صنایع نفت و گاز کاربرد دارد و می‌تواند اطلاعات مورد نیاز برای ارزیابی شرایط کاری تجهیزات را در اختیار قرار دهد.
حرکت از تصویربرداری سنتی به دوربین‌های دیجیتال TEM
یکی دیگر از حوزه‌های فعالیت شرکت فناوری خلاء کهربا، تجهیز میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری (TEM) موجود در کشور به سیستم‌های تصویربرداری دیجیتال است.
در حال حاضر میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری متعددی در کشور فعال هستند، اما برخی از این دستگاه‌ها فاقد دوربین تصویربرداری دیجیتال هستند. در چنین شرایطی، ثبت تصاویر در برخی موارد همچنان با روش‌های قدیمی، از جمله استفاده از شیت‌فیلم‌های عکاسی، انجام می‌شود. این روش علاوه بر زمان‌بر بودن فرآیند ثبت تصویر، مشکلات مختلفی را برای کاربران ایجاد می‌کند.
شرکت فناوری خلاء کهربا طی سال‌های گذشته با توسعه دوربین‌های دیجیتال اختصاصی برای تصویربرداری از نمونه‌های TEM، بخشی از این نیاز را در داخل کشور پاسخ داده است. این دوربین‌ها با هزینه‌ای بسیار پایین‌تر از نمونه‌های خارجی عرضه می‌شوند و قیمت آن‌ها حدود یک‌چهارم نمونه‌های خارجی است.
مزیت این دوربین‌ها تنها به بخش سخت‌افزاری محدود نمی‌شود. نرم‌افزار و رابط کاربری این سیستم‌ها نیز توسط مهندسان شرکت فناوری خلاء کهربا طراحی و توسعه داده شده است. به این ترتیب، شرکت می‌تواند علاوه بر ارائه دوربین، خدمات نرم‌افزاری متناسب با نیاز کاربران نیز ارائه کند و رابط کاربری نرم‌افزار را بر اساس نیازهای مختلف تغییر دهد.
چهار ویژگی اصلی تجهیزات توسعه‌یافته
به گفته مدیرعامل شرکت فناوری خلاء کهربا، محصولات این مجموعه بر چهار ویژگی اصلی استوار هستند.
نخست، گستره دقت اندازه‌گیری است. تجهیزات این شرکت می‌توانند بسته به نوع کاربرد، اندازه‌گیری‌هایی از مقیاس یک نانومتر برای سطوح حساس تا مقیاس سانتی‌متر برای سازه‌های بزرگ را پوشش دهند.
دوم، قابلیت سفارشی‌سازی تجهیزات است. محصولات بر اساس نیاز صنایع مختلف قابل تطبیق هستند و از کاربردهای تخصصی مانند دندانپزشکی تا کاربردهای صنعتی و حتی بررسی ویژگی‌های سطحی محصولاتی مانند شکلات را دربرمی‌گیرند.
سوم، قیمت رقابتی است. توسعه داخلی تجهیزات و حذف هزینه‌های مربوط به واردات، در کنار تمرکز بر نوآوری و طراحی، امکان کاهش قیمت محصولات تا حدود ۷۵ درصد نسبت به نمونه‌های خارجی را فراهم کرده است.
چهارم، سهولت استفاده است. طراحی محصولات به گونه‌ای انجام شده که برای بهره‌برداری از آن‌ها الزاماً به اپراتورهای فوق‌متخصص نیاز نباشد. این ویژگی می‌تواند استفاده از تجهیزات پیشرفته اندازه‌گیری را برای صنایع کوچک و متوسط نیز تسهیل کند.
پروژه‌های آینده؛ از اینترفرومتر لیزری تا اتوکلیماتور
شرکت فناوری خلاء کهربا علاوه بر محصولات فعلی، توسعه چند فناوری جدید را نیز در برنامه خود قرار داده است.
صالح‌پور در این باره گفت یکی از پروژه‌های در دست توسعه شرکت، لیزر اینترفرومتر است که با هدف اندازه‌گیری فاصله‌های بسیار طولانی با دقت نانومتری طراحی می‌شود.
در کنار این محصول، توسعه اتوکلیماتور برای تنظیم زوایای دقیق در سامانه‌های نوری و همچنین فناوری ماره پروجکشن برای تحلیل تنش در مواد نیز از دیگر اولویت‌های تحقیق و توسعه شرکت عنوان شده است.
حرکت به سمت بازارهای منطقه‌ای
شرکت دانش‌بنیان فناوری خلاء کهربا فعالیت خود را بر توسعه تجهیزاتی متمرکز کرده است که بتوانند بخشی از نیاز صنایع و مراکز تحقیقاتی به ابزارهای پیشرفته اندازه‌گیری و تصویربرداری را در داخل کشور تأمین کنند. تنوع محصولات این مجموعه، از تجهیزات اندازه‌گیری ضخامت و توپوگرافی سطح تا سامانه‌های پایش ارتعاش و دوربین‌های ویژه TEM، نشان‌دهنده تمرکز آن بر کاربردهای مختلف اندازه‌گیری دقیق است.
کاهش هزینه در مقایسه با نمونه‌های خارجی، امکان سفارشی‌سازی تجهیزات و ارائه خدمات نرم‌افزاری در کنار سخت‌افزار، از جمله ویژگی‌هایی است که این شرکت برای محصولات خود مطرح می‌کند. ارائه داده‌های سریع و دقیق نیز می‌تواند در فرآیندهای کنترل کیفیت و پایش وضعیت تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد.
به گفته صالح‌پور، صادرات محصولات شرکت به کشورهای همسایه در دستور کار قرار دارد. همکاری با دانشگاه‌ها برای آموزش نیروی متخصص نیز از دیگر برنامه‌های این مجموعه است.
توسعه چنین تجهیزاتی نشان می‌دهد که بخشی از ابزارهای مورد استفاده در اندازه‌گیری‌های دقیق و فناوری‌های پیشرفته را می‌توان با تکیه بر توان مهندسی داخلی طراحی و تولید کرد. تجهیزاتی که در گذشته عمدتاً از مسیر واردات تأمین می‌شدند، اکنون در برخی حوزه‌ها با امکان ارائه خدمات فنی و نرم‌افزاری متناسب با نیاز کاربران داخلی در حال توسعه هستند.