Desenvolvendo um microscópio de força atômica automatizado de nível industrial (AFM) requer atenção cuidadosa desde a primeira conversa com o cliente até o comissionamento ultimate no native. Na Nanosurf, estes dois momentos são particularmente críticos, uma vez que as decisões iniciais de design determinam, em última análise, se o sistema ultimate pode atender às exigentes especificações industriais. Fazendo a ponte entre essas fases está o Dr. Marco Corbetta, engenheiro de aplicação e serviço, que acompanha muitos sistemas AFM personalizados, desde o conceito até a entrega.
“Estou envolvido desde o início, quando o projeto ainda está em discussão, antes mesmo de o pedido ser feito. Mais tarde, sou chamado novamente no ultimate, depois que o sistema foi projetado pelo engenheiro mecânico, os componentes chegaram ao Nanosurf e o sistema foi montado. Nesse momento, assumo o sistema e realizo os testes que foram definidos no início, quando fui consultado pela primeira vez na fase inicial do projeto”, diz Marco.
Dr. Marco Corbetta, engenheiro de aplicações e serviços da Nanosurf. Crédito da imagem: Nanosurf AG
Quando um cliente industrial entra em contato conosco, ele pode ter ideias precisas sobre o que precisa ou pode simplesmente estar procurando uma solução para um problema. Estas discussões iniciais são lideradas pelo gestor de vendas, pelo distribuidor ou pelo líder da equipa responsável, que trabalha em estreita colaboração com vários especialistas da Nanosurf para identificar a melhor solução. Marco é um dos especialistas que contribui para esta fase inicial de conceito, fornecendo informações técnicas para ajudar a definir especificações realistas e verificáveis.
“Este é o momento mais emocionante para mim porque, no ultimate, você está dando a sua palavra ao cliente. Se você diz que um sistema pode ser construído com especificações precisas, então você deve ser capaz de entregá-lo”, explica Marco.
Uma vez alcançado o acordo com o cliente e as especificações alvo claramente definidas, o desenvolvimento começa, incluindo peças críticas como o estágio e programas. No ultimate, quando tudo estiver pronto, o sistema é montado pela primeira vez na sede da Nanosurf em Liestal ou na nossa unidade de produção em Pratteln, a poucos quilómetros de distância.
A máquina é então testada por meio de um processo denominado Testes de Aceitação de Fábrica (FAT). Aqui, Marco verifica se o instrumento atende a todos os requisitos acordados ou identifica quaisquer aspectos que exijam maior otimização. Os procedimentos do FAT variam porque cada cliente tem solicitações diferentes. “Essas medições são definidas no início do projeto e depois eu as realizo quando assumo o sistema montado”, comenta Marco. Nesta fase também são realizados ajustes finais e ajustes finos.
Após o envio, o sistema chega ao native do cliente e é montado no native ultimate. Durante a instalação, o palco – normalmente um único bloco – é colocado antes que o invólucro acústico seja montado ao redor do palco e o gabinete de controle seja conectado. Após a instalação, todo o processo de teste é repetido e documentado no chamado Teste de Aceitação do Website (SAT). O documento SAT certifica que as especificações foram atendidas após a instalação.
Tanto o FAT como o SAT, que se sobrepõem em grande parte, envolvem todos os mecanismos do instrumento. O procedimento de carregamento, que consiste em colocar a amostra na plataforma de medição, deve ser verificado para garantir que funciona corretamente, que as medições AFM funcionam conforme pretendido e que a amostra pode ser removida posteriormente. Alguns destes testes são automatizados, por exemplo, o processo de carregamento no Unidade Alphacen 300.
Dr. Marco Corbetta atendendo um sistema AFM industrial Nanosurf na sala limpa de um fabricante de semicondutores. Crédito da imagem: Nanosurf AG
Outras verificações incluem a faixa de medição, como a faixa de movimento dos eixos XYZ. Às vezes há um estágio de medição rotativo, que adiciona um eixo Alfa, ou a cabeça pode se mover de uma forma que introduz outro eixo. Para todos esses eixos, Marco verifica os alcances máximo e mínimo, bem como a reprodutibilidade do posicionamento XYZ. “Se você realizar uma medição AFM, mover a platina para outra posição e retornar ao ponto unique, você medirá novamente no mesmo native. A questão é: quanto esse ponto mudou?”
O ruído é outro fator crítico que deve ser avaliado antes de entregar o sistema ao cliente. As duas principais fontes são o ruído inerente ao próprio AFM e o ruído adicional introduzido quando integrado em um palco. Se feita de forma errada, a integração pode aumentar o ruído por um fator de dez ou mais porque o palco pode vibrar ou comportar-se de forma imprevisível, o que faria com que o sistema não cumprisse as especificações acordadas. Portanto, a equipe de soluções industriais da Nanosurf considera cuidadosamente o ruído induzido pelo palco durante a fase de projeto.
Outros testes, por exemplo, incluem a demonstração de que o sistema pode medir um passo atômico em Grafite Pirolítica Altamente Orientada (HOPG), que consiste em camadas de grafite empilhadas umas sobre as outras, ou avaliar a reprodutibilidade das medições de altura medindo repetidamente a altura de uma grade de calibração certificada e avaliando a média e o desvio padrão.
Para o programasé essencial confirmar se a versão correta está instalada e se todas as funcionalidades específicas do cliente funcionam conforme pretendido. Como o software program serve como interface de usuário principal, garantir sua operação perfeita é tão crítico quanto verificar métricas de desempenho, como níveis de ruído ou precisão de reposicionamento.
Depois que tudo estiver configurado, é hora de executar o sistema. Marco treina clientes para operar os instrumentos Nanosurf de forma autônoma, projetados para serem intuitivos e fáceis de usar. Ele fornece treinamento completo para medições de rugosidade superficial e outras aplicações padrão, enquanto tarefas mais complexas requerem suporte da equipe Nanosurf Functions.
Marco acompanha sistemas AFM industriais desde as primeiras discussões conceituais até a aceitação ultimate e testemunha o início e o fim de sua jornada na Nanosurf. Seu papel depende da confiança no restante da equipe, que desenvolve e constrói o sistema que ele prometeu aos clientes. Ao comprometer-se com essas especificações técnicas e posteriormente demonstrar que foram cumpridas, Marco coloca o seu nome em risco.