Desktop 3D prentun til að framleiða hágæða örmótakerfi
Rannsakendur í Microsystems Technology Lab í Massachusetts Institute of Technology hafa þróað leið til að gera hágæða örmótakerfi (MEMS) með skrifborðsþrýstibúnaði. Framleiðsla MEMS á þennan hátt kostar aðeins einn prósent af þeirri tækni sem er á markaðnum og gæði er ekki slæmt.
MEMS er mjög lítið tækjabúnað með hlutastærð að jafnaði á bilinu 1 til 100 míkron. Árið 2014 hefur markaðsstyrkur MEMS náð 12 milljörðum Bandaríkjadala en framleiðslugildi þessa vöru er mjög hár. Til að framleiða MEMS þarf að nota háþróaða hálfleiðara framleiðslutæki og kostnaður við framleiðslu slíkrar búnaðar er oft tugir milljóna dollara. Slík stór fjárfestingarkröfur hafa verulega hindrað þróun hugsanlegra gagnatækja í MEMS.
En tvær blaðsíður, sem vísindamenn birta í MIT Microsystems Technology Laboratory, sýndu nýlega að þessar fjárhagslegar hindranir eru líklega teknar úr gildi fljótlega. Í einni af þessum tveimur pappírum er sannað að árangur MEMS gasnema sem er gerð með skrifborðseiningu er sambærileg við það sem dýrt framleiðslustöð og önnur pappír sannar kjarna þessa skrifborðs framleiðslutæki. Hlutar geta verið gerðar með 3D prentara.
Það er litið svo á að vísindamenn geti lækkað kostnað þessara gasskynjara í lítið brot með því að fjarlægja dýrasta hluta framleiðslunnar, háhita og lofttæmi. "Viðbótarframleiðsla okkar byggist á lágu hitastigi og engin tómarúm," sagði Luis Fernando Velásquez-García, forstöðumaður rannsóknarfræðingur hjá Microsystems Technology Laboratory og eldri höfundur tveggja blaða. "Hæsta hitastigið sem við notum er um 60 gráður á Celsíus. Ef þú ert á flís, gætir þú þurft að vaxa oxíð, sem vaxa við um 1000 gráður á Celsíus. Í mörgum tilvikum þarf mikið lofttæmi í reactor til að koma í veg fyrir mengun. Við getum búið þessi tæki mjög fljótt, frá upphafi til enda á nokkrum klukkustundum. "
Þessi hagkvæmir gasnemi notar aðallega litla blöð af grafenoxíði, sem er aðeins eitt atóm þykkt og hefur óvenjulega rafmagns eiginleika. Þar sem þetta grafínsklata er mjög þunnt er samskipti við gas sameindir nægjanlegar til þess að breyta rafviðnám, sem gerir það mjög gagnlegt fyrir skynjun. "Við höfum borið saman þessa gasskynjara beint við svipaðar vörur sem selja fyrir hundruð dollara," segir Velásquez-García. "Niðurstaðan af komu okkar er sú að það er eins nákvæm og hraðari. Við framleiðum vörur á mjög litlum tilkostnaði - um nokkrar tugir sent - sem eru sambærilegar við, eða jafnvel betra, vörurnar á markaðnum. "
Reyndar ætluðu vísindamennirnir fyrst og fremst að nota dýrari EFI sendi til að búa til gasnema með hefðbundnum aðferðum en þeir uppgötvuðu síðar að það er 3D prentari sem einnig er hægt að nota til að gera sendendur sem eru í sömu stærð og árangur eins og neytendapróf . val. 3D prentun gerir einnig vísindamenn kleift að sérsníða hverja hluti fyrir ákveðna tilgang, sem gerir allt ferlið meira uppbyggilegt. "Þegar við byrjuðum að hanna þá gæti verið alls ekkert hugtak," útskýrir Velásquez-García. "En innan viku höfum við möguleika á að búa til 15 kynslóðir búnaðar, sem hver mun standa betur en fyrri útgáfan."
Þó að þessi rannsókn sýnir kosti 3D prentunar í MEMS framleiðslu, eru fræðimenn mjög varkár í að kynna þessa góða fréttir. "Auðvitað opnar þessi grein nýjan tæknilega leið til framleiðslu á gasörkumörkuðum," sagði Jan Dziuban, yfirmaður örverufræðideildar við Wroclaw-háskóla í Póllandi. "Frá tæknilegu sjónarmiði er þessi tækni auðveld í notkun fyrir stórum stíl framleiðslu. Þessi niðurstaða krefst tölfræðilegra sönnunargagna. Persónuleg reynsla segir mér að það hafi verið margvísleg rannsóknarskjöl í fortíðinni sem kynndu mikið af áberandi efni fyrir nýja skynjara en á endanum var engin áreiðanleg vara. "
