Yüksek kaliteli mikro motor sistemleri üretmek için masaüstü 3D baskı
Massachusetts Institute of Technology'nin Microsystems Technology Lab'deki araştırmacılar, masaüstü 3D yazıcıları kullanarak yüksek kaliteli mikro motor sistemleri (MEMS) yapmak için bir yol geliştirdi. Bu şekilde MEMS üretimi, piyasada mevcut olan teknolojinin sadece yüzde birine mal olur ve kalite kötü değildir.
MEMS, tipik olarak 1 ila 100 mikron arasında değişen bir bileşen boyutuna sahip çok küçük bir teknik cihazdır. 2014 yılında MEMS'in pazar kapasitesi 12 milyar ABD dolarına ulaşmıştır, ancak bu ürünün üretim eşiği çok yüksektir. MEMS üretmek için, gelişmiş yarı iletken üretim ekipmanı kullanılmalı ve bu tür ekipmanların üretim maliyeti genellikle on milyonlarca dolar. Bu kadar büyük yatırım gereksinimleri, MEMS'deki potansiyel olarak yararlı cihazların geliştirilmesini önemli ölçüde engellemiştir.
Ancak, MIT Microsystems Teknoloji Laboratuvarı'nda araştırmacılar tarafından yayınlanan iki makale geçtiğimiz günlerde bu finansal engellerin yakında ortadan kaldırılabileceğini gösterdi. Bu iki belgeden birinde, bir masaüstü cihazla yapılmış bir MEMS gaz sensörünün performansının, pahalı bir üretim tesisininkiyle karşılaştırılabilir olduğunu ve bir başka kağıt, bu masaüstü imalat cihazının çekirdeğini kanıtladığını kanıtlamaktadır. Parçalar bir 3D yazıcı ile yapılabilir.
Araştırmacıların, bu gaz sensörlerinin maliyetini, üretim sürecinin, yüksek sıcaklığın ve vakumun en pahalı parçalarını çıkararak küçük bir kesime indirgeyebileceği anlaşılmaktadır. Microsystems Teknoloji Laboratuvarı'nda araştırmacı bilim insanı ve iki makalenin kıdemli yazarı Luis Fernando Velásquez-García, “Katıksız üretimimiz düşük sıcaklık ve vakum gerektirmez” dedi. “Kullandığımız en yüksek sıcaklık yaklaşık 60 santigrat derecedir. Bir çipte iseniz, yaklaşık 1000 santigrat derecede büyüyen oksitler yetiştirmeniz gerekebilir. Birçok durumda, kirlenmeyi önlemek için reaktörde yüksek bir vakum gerekir. Bu cihazları çok hızlı bir şekilde yapabiliriz, sadece birkaç saat içinde baştan sona.
Bu ekonomik gaz sensörü esas olarak sadece bir atom kalınlığında ve sıra dışı elektriksel özelliklere sahip olan küçük grafen oksit tabakalarını kullanır. Bu grafen tabaka çok ince olduğu için, gaz molekülleriyle temas, elektrik direncini değiştirmek için yeterlidir, bu da algılamaya son derece faydalıdır. “Bu gaz sensörünü doğrudan yüzlerce dolara satılan benzer ticari ürünlere benzettik” diyor Velásquez-García. “Gelişimizin sonucu, doğru ve hızlı olduğu. Çok düşük maliyetle ürünler üretiyoruz - yaklaşık on sent - piyasadaki ürünlerle karşılaştırılabilir veya daha iyi ürünler. ”
Aslında, araştırmacılar, geleneksel teknikleri kullanarak gaz sensörlerini imal etmek için daha pahalı bir EFI vericisini kullanmaya niyetliydi, ancak daha sonra, tüketici notlarıyla aynı boyutta ve performansta olan vericileri üretmek için kullanılabilecek bir 3D yazıcı olduğunu keşfettiler. . alternatifler. 3D baskı ayrıca araştırmacıların her bileşenin belirli bir amaç için özelleştirilmesini sağlar, bu da tüm süreci daha yapıcı hale getirir. “Onları tasarlamaya başladığımızda hiç bir kavram olmayabilir” diyor Velásquez-García. “Ancak bir hafta içinde, her biri önceki versiyondan daha iyi performans gösterecek olan 15 nesil ekipman oluşturma potansiyeline sahibiz.”
Bu çalışma, MEMS üretiminde 3D baskı teknolojisinin avantajlarını göstermekle birlikte, bu iyi haberi teşvik etmede alimler çok dikkatli. Polonya'daki Wroclaw Teknoloji Üniversitesi'nde mikro-mühendislik bölümü başkanı Jan Dziuban, “Tabii ki bu kağıt, gaz mikrosensörlerinin üretimi için tamamen yeni bir teknolojik yol açıyor” dedi. “Teknik açıdan bakıldığında, bu teknolojinin büyük ölçekli üretim için kullanımı kolaydır. Bu sonuç istatistiksel kanıt gerektirir. Kişisel deneyimler, geçmişte, yeni sensörler için çok umut verici materyaller sunan birçok yüksek düzeyli araştırma makalesi olduğunu, ancak sonunda güvenilir bir ürün olmadığını söyledi. "
