Что такое микроактюатор?

Приводы обычно используют источник энергии для перемещения или управления механическими компонентами. Они часто встречаются в двигателях и различных машинах. Многие виды механических устройств были миниатюрными за эти годы, но этот процесс обычно требует, чтобы отдельные компоненты также были намного меньше. Миниатюризация в 21-м веке достигла такой степени, что микроактюаторы и другие детали настолько малы, что для их наблюдения часто приходится использовать мощные микроскопы. Промышленные процессы, такие как литография и микрообработка, используются для изготовления микроактюатора, и также могут быть изготовлены различные типы.

Электростатический микроактюатор - одна из распространенных разновидностей, но ученые также могут создавать электромагнитные разновидности, которые могут производить больше энергии для питания устройства, такого как мотор. Иногда их трудно изготовить, но они изготавливаются методами, обычно используемыми для изготовления интегральных микросхем. Были изготовлены двигатели размером всего около 0,04 дюйма (1 миллиметр), и исследователи часто использовали их для введения крошечных катетеров в биологические клетки.

Существует также пьезоэлектрический микроактюатор с композитными материалами, которые реагируют подобно кристаллам, которые при нажатии создают электрическое напряжение. Тонкие пленки могут быть нанесены на кремний, который может создавать движение на очень короткие расстояния. Иногда их использовали в микроминиатюрных роторах. Ультразвуковые микроактюаторы часто используются в небольших двигателях, встроенных в пьезоэлектрические устройства. Например, они могут быть интегрированы в механизмы автофокусировки небольших камер.

Движущиеся механические компоненты могут быть изготовлены в небольшом масштабе, но электростатический микроактюатор обычно изготавливается из материала, который изгибается на основе электрических зарядов. Движение, как правило, имеет микроскопические масштабы, и создается небольшое усилие. Некоторые вращательные двигатели и гребенчатые приводы линейного движения были разработаны на основе этого принципа.

Микроактюаторы можно использовать для создания крошечных зеркал для дисплеев и проекторов. Микроскопические реле тока и небольшие механизмы управления жесткими дисками часто используют такие миниатюрные устройства. Их часто называют микроэлектромеханическими системами (MEMS), категория, которая включает в себя множество видов миниатюрных движущихся частей.

Производство микроактюаторов может быть достигнуто путем травления деталей в силикон. Литография часто используется для изготовления схем. Свет, химикаты и слой, состоящий из частей, которые нужно добавить, обычно объединяются в этом процессе. Готовый продукт обычно производится слоями, в то время как микрообработка часто включает в себя лазеры и сканирующие электронные микроскопы, например, для размещения отдельных атомов и ячеек. Оба процесса могут быть использованы для перемещения деталей микроактюатора и создания микроминиатюрного устройства.