Percetakan 3D desktop untuk mengeluarkan sistem mikro-bermotor berkualiti tinggi
Penyelidik di Makmal Teknologi Microsystems Massachusetts Institute of Technology telah membangunkan satu cara untuk membuat sistem motor mikro berkualiti tinggi (MEMS) menggunakan pencetak 3D desktop. Pembuatan MEMS dengan cara ini hanya memerlukan satu peratus daripada teknologi yang terdapat di pasaran, dan kualitinya tidak buruk.
MEMS adalah peranti teknikal yang sangat kecil dengan saiz komponen biasanya antara 1 hingga 100 mikron. Pada tahun 2014, kapasiti pasaran MEMS telah mencapai 12 bilion dolar AS, tetapi ambang pengeluaran produk ini sangat tinggi. Untuk menghasilkan MEMS, peralatan pembuatan semikonduktor canggih mesti digunakan, dan kos pembuatan peralatan tersebut sering berpuluh-puluh juta dolar. Keperluan pelaburan sedemikian besar telah menghalang perkembangan peranti berpotensi berguna di MEMS.
Tetapi dua makalah yang diterbitkan oleh penyelidik di Makmal Teknologi MIT Microsystems baru-baru ini menunjukkan bahawa halangan kewangan ini mungkin akan dihapuskan tidak lama lagi. Dalam salah satu daripada kedua-dua kertas ini, salah satu membuktikan bahawa prestasi sensor gas MEMS yang dibuat dengan peranti desktop adalah setanding dengan kemudahan pembuatan mahal, dan kertas lain membuktikan teras peranti pembuatan desktop ini. Bahagian boleh dibuat dengan pencetak 3D.
Difahamkan penyelidik boleh mengurangkan kos penderia gas ini kepada pecahan kecil dengan membuang bahagian yang paling mahal dalam proses pengeluaran, suhu tinggi dan vakum. "Pembuatan bahan tambahan kami berdasarkan suhu rendah dan tidak ada vakum," kata Luis Fernando Velásquez-García, ketua saintis penyelidikan di Makmal Teknologi Microsystems dan penulis kanan dua kertas. "Suhu tertinggi yang kita gunakan ialah kira-kira 60 darjah Celsius. Jika anda berada di cip, anda mungkin perlu membesar oksida, yang tumbuh pada kira-kira 1000 darjah Celsius. Dalam kebanyakan kes, vakum yang tinggi diperlukan dalam reaktor untuk mencegah pencemaran. Kami boleh membuat peranti ini dengan cepat, dari awal hingga akhir dalam hanya beberapa jam. "
Sensor gas ekonomi ini terutamanya menggunakan helaian graphene oksida, yang hanya satu atom tebal dan mempunyai sifat elektrik yang luar biasa. Oleh kerana lembaran graphene ini sangat tipis, sentuhan dengan molekul gas cukup untuk mengubah rintangan elektriknya, yang menjadikannya sangat berguna untuk penginderaan. "Kami telah membandingkan sensor gas ini secara langsung ke produk komersial yang sama yang dijual seharga ratusan dolar," kata Velásquez-García. "Hasil daripada ketibaan kami ialah ia adalah tepat dan cepat. Kami menghasilkan produk dengan harga yang sangat rendah - kira-kira beberapa puluhan sen - yang setanding dengan, atau lebih baik lagi, produk di pasaran. "
Malah para penyelidik pada mulanya bertujuan untuk menggunakan pemancar EFI yang lebih mahal untuk menghasilkan sensor gas menggunakan teknik konvensional, tetapi kemudian mereka mendapati terdapat pencetak 3D yang juga boleh digunakan untuk membuat pemancar yang mempunyai saiz dan prestasi yang sama seperti gred pengguna . alternatif. Pencetakan 3D juga membolehkan penyelidik menyesuaikan setiap komponen untuk tujuan tertentu, yang menjadikan keseluruhan proses lebih membina. "Apabila kami mula mereka bentuk mereka, mungkin ada konsep sama sekali," jelas Velásquez-García. "Tetapi dalam masa seminggu, kami mempunyai potensi untuk mencipta 15 generasi peralatan, masing-masing akan melakukan lebih baik daripada versi terdahulu."
Walaupun kajian ini menunjukkan kelebihan teknologi percetakan 3D dalam pembuatan MEMS, para sarjana sangat berhati-hati dalam mempromosikan berita baik ini. "Sudah tentu, kertas ini membuka jalan teknologi baru untuk pembuatan mikrosensor gas," kata Jan Dziuban, ketua jabatan mikroengineering di Wroclaw University of Technology di Poland. "Dari segi teknikal, teknologi ini mudah digunakan untuk pembuatan besar-besaran. Keputusan ini memerlukan bukti statistik. Pengalaman peribadi memberitahu saya bahawa terdapat banyak kertas penyelidikan peringkat tinggi di masa lalu yang memperkenalkan banyak bahan yang menjanjikan untuk sensor baru, tetapi pada akhirnya tidak ada produk yang boleh dipercayai. "
