고품질의 마이크로 모터 시스템을 제조하기위한 데스크탑 3D 인쇄
Massachusetts Institute of Technology의 Microsystems Technology Lab의 연구원은 데스크톱 3D 프린터를 사용하여 고품질의 마이크로 모터 시스템 (MEMS)을 만드는 방법을 개발했습니다. 이러한 방식으로 MEMS를 제조하는 것은 시장에서 얻을 수있는 기술의 1 %에 불과하며 품질은 나쁘지 않습니다.
MEMS는 일반적으로 1 ~ 100 미크론의 구성 요소 크기를 갖는 매우 작은 기술 장치입니다. 2014 년 MEMS의 시장 용량은 120 억 달러에 달했지만이 제품의 생산 기준은 매우 높습니다. MEMS를 생산하려면 첨단 반도체 제조 장비를 사용해야하며 그러한 장비 제조 비용은 수천만 달러에 달하는 경우가 많습니다. 이러한 막대한 투자 요구는 MEMS에서 잠재적으로 유용한 디바이스의 개발을 크게 방해했다.
그러나 MIT Microsystems Technology Laboratory의 연구원이 최근 발표 한 두 논문은 이러한 재정적 인 장애물이 곧 제거 될 것임을 보여주었습니다. 이 두 논문 중 하나에서 데스크탑 장치로 제조 된 MEMS 가스 센서의 성능은 값 비싼 제조 설비의 성능과 비교할 만하다는 것을 입증하고 또 다른 논문은이 데스크탑 제조 장치의 핵심을 증명합니다. 3D 프린터로 부품을 만들 수 있습니다.
연구자들은 고온 및 진공의 생산 공정에서 가장 비싼 부분을 제거함으로써 이들 가스 센서의 비용을 소량으로 줄일 수 있음을 이해합니다. Microsystems Technology Laboratory의 수석 연구원이자 수석 연구자 인 Luis Fernando Velásquez-García는 "우리의 첨가제 제조는 저온 및 무 진공을 기반으로합니다. "우리가 사용하는 최고 기온은 섭씨 약 60도입니다. 당신이 칩 위에 있다면, 섭씨 약 1000도에서 자라는 산화물을 성장시켜야 할 수도 있습니다. 많은 경우, 오염을 방지하기 위해 반응기에 고진공이 필요합니다. 불과 몇 시간 만에 처음부터 끝까지 이러한 장치를 매우 빠르게 만들 수 있습니다. "
이 경제적 인 가스 센서는 주로 하나의 원자 두께로 비정상적인 전기적 특성을 가진 작은 그라 핀 산화물 시트를 주로 사용합니다. 이 그라 핀 시트는 매우 얇기 때문에 가스 분자와의 접촉은 전기 저항을 변화시키기에 충분하므로 감지에 매우 유용합니다. Velasquez-García는 "이 가스 센서를 수십억 달러에 판매되는 유사한 상업용 제품과 직접 비교했습니다. "우리가 도착한 결과 정확하고 빠릅니다. 우리는 시장에 나와있는 제품과 비슷하거나 더 나은 제품을 매우 저렴한 비용으로 생산합니다 - 약 수십 센트에 달합니다. "
사실, 연구자들은 기존의 기술을 사용하여 가스 센서를 제조하기 위해 더 비싼 EFI 트랜스미터를 사용하려고했지만, 소비자 등급과 동일한 크기 및 성능의 트랜스미터를 만드는 데에도 사용할 수있는 3D 프린터가 있음을 나중에 발견했습니다. . 대안. 3D 인쇄는 또한 연구자가 특정 목적을 위해 각 구성 요소를 사용자 정의 할 수있게하여 전체 프로세스를보다 건설적으로 만듭니다. Velásquez-García는 "우리가 설계를 시작할 때 개념이 전혀 없을 수도 있습니다. "그러나 1 주일 이내에 우리는 15 세대의 장비를 만들 가능성이 있습니다. 각 장비는 이전 버전보다 우수한 성능을 발휘할 것입니다."
이 연구는 MEMS 제조에서 3D 프린팅 기술의 장점을 보여 주었지만 학자들은이 좋은 소식을 홍보하는 데 매우 신중합니다. 폴란드의 브로츠와프 공과 대학교 (University of Wroclaw University of Technology)의 미세 공학 부서 책임자 인 Jan Dziuban은 "물론이 백서는 가스 마이크로 센서 제조를위한 완전히 새로운 기술적 경로를 열었다. "기술적 관점에서이 기술은 대규모 제조에 사용하기 쉽습니다. 이 결과는 통계적 증거가 필요합니다. 개인적인 경험에 비추어 볼 때 과거에는 새로운 센서에 대해 많은 유망한 재료를 도입 한 많은 고급 연구 논문이 있었지만 결국에는 신뢰할만한 제품이 없었습니다. "
