Ce este Micromecanica?

Micromecanica, denumită și MicroElectricalMechanical Systems (MEMS), este studiul structurilor și sistemelor proiectate la un nivel mai mic, de obicei măsurat în milimetri până la microni, o unitate care măsoară 1 1 milione de metru. Principiile mecanicii și ingineriei se schimbă pe măsură ce obiectele devin mai mici, necesitând ca scara să fie luată în considerare atunci când se analizează și se dezvoltă micro-dispozitive. Micromecanica materialelor este analiza materialelor compozite la nivelul constituenților lor individuali pentru a prezice modul în care aceste materiale vor reacționa în diferite condiții.

Domeniul medical, industria ceasurilor și industria auto folosesc în mod obișnuit aplicații ale micromecanicii. Practic, toate domeniile care folosesc produse și sisteme proiectate beneficiază de micromecanică. De exemplu, studiul micromecanicii îi poate ajuta pe ingineri să determine care materiale sunt cele mai sigure pentru utilizare în automobile și sunt cele mai rezistente la daune cauzate de forțele în timpul unui accident.

Baza micromecanicii este că, pe măsură ce obiectele devin mai mici, forțele legate de volum devin mai puțin semnificative. Greutatea și inerția devin mai puțin o preocupare în lumea microscopică, deschizând noi oportunități de inginerie pentru obiecte și sisteme mici care sunt dificile sau nu sunt posibile în lumea macroscopică. În același mod, forțele legate de suprafața, cum ar fi frecarea și tensiunea superficială, devin foarte semnificative pe măsură ce obiectele devin mai mici.

Piesele micromecanice folosesc mai puțină putere, sunt de obicei mai puțin costisitoare și cântăresc mai puțin decât omologii lor de dimensiuni normale. Aceste tipuri de mașini pot fi fabricate cu un grad ridicat de precizie folosind tehnici speciale. De exemplu, inginerii pot folosi prelucrarea cu electrodescărcare (EDM) pentru a face piese precum turbinele din materiale conductoare electric.

Un alt domeniu de interes în creștere în micromecanică este utilizarea siliciului pentru a crea mașini extrem de mici folosind un proces de tip fotografic. Aceste mașini sunt create deja asamblate și pe deplin funcționale. Microprelucrarea suprafeței de siliciu folosește o placă de siliciu ca suprafață de model. Odată ce modelul este gravat strat cu strat pe placă, excesul de siliciu este îndepărtat, lăsând o microcomponentă funcțională. Micromașinarea în vrac îndeplinește o sarcină similară prin îndepărtarea unor părți ale plachetei de siliciu, lăsând o micromașină funcțională care este deja asamblată.

LIGA este un acronim din cuvântul german pentru litografie. Tehnica LIGA folosește litografia cu raze X pentru a aplica o imagine pe polimetilmetacrilat (PMMA). PMMA este apoi scufundat într-un mediu de gravare pentru a îndepărta materialul nedorit, lăsând o micromașină.
Micromecanica materialelor neomogene afirmă că compozitele, sau materialele formate din două sau mai multe materiale diferențiate, trebuie tratate diferit față de materialele omogene. Omogenizarea este utilizată pentru a face predicții despre modul în care două materiale vor reacționa la diferite condiții în formă compozită, pe baza calităților lor individuale. Acest lucru îi ajută pe microinginerii să prezică modul în care micile modificări ale materialelor compozite pot schimba durabilitatea și alte proprietăți ale materialelor.