Desktop 3D spausdinimas, skirtas gaminti aukštos kokybės mikromotorines sistemas
Masačiusetso technologijos instituto "Microsystems Technology Lab" mokslininkai sukūrė būdą, kaip sukurti aukštos kokybės mikromotorines sistemas (MEMS) naudodami darbastalio 3D spausdintuvus. Tokiu būdu gaminant MEMS kainuoja tik vienas procentas rinkoje parduodamų technologijų ir kokybė yra ne bloga.
MEMS yra labai mažas techninis įrenginys, kurio komponento dydis paprastai yra nuo 1 iki 100 mikronų. 2014 m. MEMS rinkos pajėgumai siekė 12 milijardų JAV dolerių, tačiau šio produkto gamybos riba yra labai didelė. MEMS gamybai turi būti naudojama pažangesnė puslaidininkių gamybos įranga, o tokios įrangos gaminimo išlaidos dažnai yra dešimtys milijonų dolerių. Tokie didžiuliai investavimo reikalavimai žymiai trukdė potencialiai naudingų prietaisų kūrimui MEMS.
Tačiau du MIT Microsystems technologijos laboratorijos mokslininkai paskelbti straipsniai neseniai parodė, kad greičiausiai šios finansinės kliūtys bus pašalintos. Viename iš šių dviejų dokumentų galima teigti, kad MEMS dujų jutiklio, pagaminto naudojant stalinį įrenginį, našumas yra panašus į brangios gamybos įrangos veikimą, o kitas popierius įrodo šio kompiuterio gamybos įrenginio esmę. Dalys gali būti pagamintos naudojant 3D spausdintuvą.
Suprantama, kad tyrėjai gali sumažinti šių dujų jutiklių kainą iki nedidelės dalies, pašalindami brangiausias gamybos proceso dalis, aukštą temperatūrą ir vakuumą. "Mūsų priedų gamyba yra pagrįsta žema temperatūra ir be vakuumo," sakė Luis Fernando Velásquez-García, "Microsystems" technologijos laboratorijos pagrindinis mokslinis bendradarbis ir dviejų straipsnių vyresnysis autorius. "Aukščiausia temperatūra, kurią mes naudojame, yra apie 60 laipsnių Celsijaus. Jei esate ant lusto, gali reikėti augti oksidai, kurie auga apie 1000 laipsnių Celsijaus. Daugeliu atvejų reaktoriuje reikia didelį vakuumą, kad būtų išvengta užteršimo. Mes galime pagaminti šiuos įrenginius labai greitai, nuo pat pradžių iki pabaigos per kelias valandas. "
Šis ekonomiškas dujų jutiklis dažniausiai naudoja mažus grafeno oksido lakštus, kurie yra tik vieno atomo storio ir turi neįprastas elektrines savybes. Kadangi šis grafeno lakštas yra labai plonas, sąlytis su dujų molekulėmis yra pakankamas, kad būtų pakeista jo elektrinė varža, todėl tai labai naudinga jutikliui. "Mes šį dujos jutiklį palyginome tiesiogiai su panašiais komerciniais produktais, kurie parduoda šimtus dolerių", - sako Velásquez-García. "Mūsų atvykimo rezultatas yra tas, kad jis yra toks pat tikslus ir greitesnis. Mes gaminame produktus labai mažomis kainomis (apie kelis dešimtys centų), kurie yra panašūs į rinkoje esančius produktus ar netgi jie yra geresni. "
Tiesą sakant, iš pradžių mokslininkai ketino naudoti brangesnį EFI siųstuvą gaminti dujų jutiklius, naudojant įprastus būdus, tačiau vėliau jie nustatė, kad yra 3D spausdintuvo, kuris taip pat gali būti naudojamas siųstuvams, kurie yra tokio pat dydžio ir našumo, kaip vartotojų klasės . alternatyvos. 3D spausdinimas taip pat leidžia mokslininkams pritaikyti kiekvieną komponentą tam tikram tikslui, todėl visas procesas yra konstruktyvesnis. "Kai pradėjome juos kurti, visai nėra jokios sąvokos", - aiškina Velásquez-García. "Tačiau per savaitę galime sukurti 15 kartų įrenginių, kurių kiekviena veiks geriau nei ankstesnė versija."
Nors šis tyrimas rodo 3D spausdinimo technologijos privalumus MEMS gamyboje, mokslininkai labai atsargiai skatina šias gerąsias naujienas. "Žinoma, šis popierius atveria visiškai naują technologinį kelią dujų mikrosensorių gamybai", - teigė Jan Dziuban, Vroclavo technologijos universiteto mikroinžinerijos skyriaus vedėjas Lenkijoje. "Techniniu požiūriu ši technologija yra paprasta naudoti didelės apimties gamybai. Šis rezultatas reikalauja statistinio įrodymo. Asmeninė patirtis rodo, kad praeityje buvo daug aukšto lygio mokslinių tyrimų dokumentų, kurie pristatė daug perspektyvių medžiagų naujiems jutikliams, tačiau galų gale nebuvo patikimų produktų. "
