Der Bereich der Mikro-Mechatronik umfasst die Entwicklung und Herstellung mechatronischer Geräte mit Abmessungen von 1 Mikrometer bis 1 mm. Da die Mikro-Welt immer größer wird, integriert die Mikro-Mechatronik sowohl mechanische als auch elektronische Systeme. Verbraucherprodukte, die Elektronik enthalten, enthalten in der Regel ein mikro-mechatronisches System als Teil des mechanischen Systems.
Warum nicht Mikro-Bearbeitung? Kosten + Zeit + Restriktionen
Unabhängig davon, wie sie hergestellt werden, verwenden die meisten mikromechatronischen Systeme irgendeine Form der Fotolithografie 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, die mit traditionellen Fertigungstechniken verbunden sind, wächst der Mikro-3D-Druck über die Welt der akademischen Forschung hinaus und erreicht kommerzielle Anwendungen. BMF bietet auch eine offene Materialplattform an und arbeitet mit Drittanbietern, Universitäten und OEMs zusammen, um Materialien einzubinden, die spezifische anwendungsbezogene Anforderungen für mikro-mechatronische Systeme unterstützen.
Zu den Anwendungsbereichen der Mikro- und Nanomechatronik gehören grundlegende Anwendungen in der Robotik, Sensoren, Aktoren, Halbleitermaterialien und -geräte, Automobile, tragbare elektronische Geräte und Displays.
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Mikro-3D-Druck-Anwendungen für MEMS & Mikrofluidik
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