Das Gebiet der Mikromechatronik umfasst die Entwicklung und Herstellung mechatronischer Geräte mit Abmessungen von 1 Mikrometer bis 1 mm. Mit der Skalierung der Mikrowelt integriert die Mikromechatronik sowohl mechanische als auch elektronische Systeme. Konsumgüter, die Elektronik enthalten, umfassen typischerweise ein mikromechatronisches System als Teil des mechanischen Systems.
Warum nicht Mikro-Bearbeitung? Kosten + Zeit + Restriktionen
Unabhängig von ihrer Fertigungsweise verwenden die meisten mikromechatronischen Systeme eine Form der Photolithographie zur Herstellung von Strukturkomponenten.
Mikrobearbeitung (sowohl an der Oberfläche als auch in der Masse) führt zu:
- Relativ langsamem Ätzen
- Geräte mit kleinen Seitenverhältnissen
- Erforderliches Bonding zur Bildung komplexer Geräte
Und während die Oberflächen-Mikrobearbeitung eine gute Maßkontrolle bietet, erhöhen mehrere sich wiederholende Schritte, die Projektkosten und den Zeitbedarf. Außerdem sind separate Aufbau- und Opfermateriale erforderlich.
Warum Mikro-3D-Druck? Geschwindigkeit + Präzision
Einige aktuelle 3D-Druckplattformen bieten zwar eine schnelle Verarbeitung, beschränken sich aber auf Anwendungen mit geringer Präzision und größeren Teilen. Nicht alle 3D-Drucker können winzige Komponenten mit feinen Merkmalen und engen Toleranzen erstellen. Und obwohl das auf Zwei-Photonen-Polymerisation basierende Laserdirektschreiben (TPP-DLW) ultrapräzise ist, geht es Konstrukteuren zu langsam, um die Mikrobearbeitung hinter sich zu lassen.
Zum Glück gibt es die Projektions-Mikro-Stereolithographie (PμSL)- Technologie von BMF:
- Bietet mehr Freiheit bei Entwicklung und Fertigung
- Unterstützt kontinuierliche Belichtung für schnellere Verarbeitung als zeitaufwändiges Ätzen
- Bewirkt die schnelle Photopolymerisation einer ganzen Schicht aus flüssigem Polymerharz mit einem Blitz aus ultraviolettem (UV) Licht
- Kann 3D-Kanäle erzeugen, die nur 10 Mikrometer groß sind und ein hohes Seitenverhältnis aufweisen
Durch die Beseitigung der Einschränkungen traditioneller Fertigungstechniken entwickelt sich der Mikro-3D-Druck über die akademische Forschung hinaus zu kommerziellen Anwendungen. BMF bietet zudem eine offene Materialplattform und arbeitet mit Drittanbietern, Universitäten und OEMs zusammen, um Materialien zu integrieren, die spezifische anwendungsbasierte Anforderungen für mikromechatronische Systeme unterstützen.
Die Anwendungsbereiche der Mikro- und Nanomechatronik umfassen grundlegende Anwendungen in Robotik, Sensoren, Aktuatoren, Halbleitermaterialien und -bauelementen, Automobilen, tragbaren elektronischen Geräten und Displays.
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Anwendungen des Mikro-3D-Drucks für MEMS und Mikrofluidik
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