Pencetakan 3D desktop untuk memproduksi sistem mikro-motor berkualitas tinggi
Para peneliti di Laboratorium Teknologi Microsystems Massachusetts Institute of Technology telah mengembangkan cara untuk membuat sistem mikro-motor berkualitas tinggi (MEMS) menggunakan printer 3D desktop. MEMS manufaktur dengan cara ini hanya menghabiskan satu persen dari teknologi yang tersedia di pasar, dan kualitasnya tidak buruk.
MEMS adalah perangkat teknis yang sangat kecil dengan ukuran komponen biasanya berkisar dari 1 hingga 100 mikron. Pada tahun 2014, kapasitas pasar MEMS telah mencapai 12 miliar dolar AS, tetapi ambang produksi dari produk ini sangat tinggi. Untuk menghasilkan MEMS, peralatan manufaktur semikonduktor lanjutan harus digunakan, dan biaya pembuatan peralatan semacam itu seringkali puluhan juta dolar. Persyaratan investasi besar seperti itu telah secara signifikan menghambat pengembangan perangkat yang berpotensi bermanfaat dalam MEMS.
Namun dua makalah yang diterbitkan oleh para peneliti di MIT Microsystems Technology Laboratory baru-baru ini menunjukkan bahwa hambatan keuangan ini kemungkinan akan segera dihilangkan. Dalam salah satu dari dua makalah ini, satu membuktikan bahwa kinerja sensor gas MEMS yang dibuat dengan perangkat desktop sebanding dengan fasilitas manufaktur yang mahal, dan kertas lain membuktikan inti dari perangkat manufaktur desktop ini. Bagian dapat dibuat dengan printer 3D.
Hal ini dimengerti bahwa para peneliti dapat mengurangi biaya sensor gas ke fraksi kecil dengan menghapus bagian-bagian yang paling mahal dari proses produksi, suhu tinggi dan vakum. “Manufaktur aditif kami didasarkan pada suhu rendah dan tidak ada ruang hampa,” kata Luis Fernando Velásquez-García, ilmuwan penelitian terkemuka di Laboratorium Teknologi Microsystems dan penulis senior dua makalah. “Suhu tertinggi yang kami gunakan adalah sekitar 60 derajat Celcius. Jika Anda menggunakan chip, Anda mungkin perlu menumbuhkan oksida, yang tumbuh sekitar 1000 derajat Celcius. Dalam banyak kasus, vakum tinggi diperlukan dalam reaktor untuk mencegah kontaminasi. Kami dapat membuat perangkat ini dengan sangat cepat, dari awal sampai akhir hanya dalam beberapa jam. "
Sensor gas ekonomis ini terutama menggunakan lembaran kecil graphene oxide, yang hanya memiliki satu atom tebal dan memiliki sifat listrik yang tidak biasa. Karena lembaran graphene ini sangat tipis, kontak dengan molekul gas cukup untuk mengubah hambatan listriknya, yang membuatnya sangat berguna untuk penginderaan. "Kami telah membandingkan sensor gas ini secara langsung dengan produk komersial serupa yang dijual seharga ratusan dolar," kata Velásquez-García. “Hasil dari kedatangan kami adalah akurat dan cepat. Kami menghasilkan produk dengan biaya sangat rendah - sekitar beberapa puluh sen - yang sebanding dengan, atau bahkan lebih baik lagi, produk di pasar. ”
Faktanya, para peneliti awalnya bermaksud untuk menggunakan pemancar EFI yang lebih mahal untuk membuat sensor gas menggunakan teknik konvensional, tetapi mereka kemudian menemukan bahwa ada printer 3D yang juga dapat digunakan untuk membuat pemancar yang memiliki ukuran dan kinerja yang sama dengan nilai konsumen. . alternatif. Pencetakan 3D juga memungkinkan peneliti untuk menyesuaikan setiap komponen untuk tujuan tertentu, yang membuat keseluruhan proses lebih konstruktif. “Ketika kami mulai mendesainnya, mungkin tidak ada konsep sama sekali,” jelas Velásquez-García. "Tapi dalam seminggu, kami memiliki potensi untuk menciptakan 15 generasi peralatan, yang masing-masing akan berkinerja lebih baik daripada versi sebelumnya."
Meskipun penelitian ini menunjukkan keunggulan teknologi pencetakan 3D dalam pembuatan MEMS, para sarjana sangat berhati-hati dalam mempromosikan berita baik ini. "Tentu saja, tulisan ini membuka jalur teknologi baru untuk pembuatan mikroprosesor gas," kata Jan Dziuban, kepala departemen microengineering di Wroclaw University of Technology di Polandia. “Dari sudut pandang teknis, teknologi ini mudah digunakan untuk manufaktur berskala besar. Hasil ini membutuhkan bukti statistik. Pengalaman pribadi memberi tahu saya bahwa ada banyak makalah penelitian tingkat tinggi di masa lalu yang memperkenalkan banyak materi menjanjikan untuk sensor baru, tetapi pada akhirnya tidak ada produk yang dapat diandalkan. "
