Vista Geral Magnética Activa de MNEMS

Pelo Prof. Hans H Gatzen

Prof. Mão H Gatzen, Leibniz Universitaet Hannover, Centro para a Tecnologia de Produção, Instituto para a Micro Tecnologia de Produção, Um der Universitaet 2, 30823 Garbsen, Instituto de Tecnologia de Alemanha, Karlsruhe, Instituto para a Tecnologia da Microestrutura,
Herrmann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, Alemanha. Autor Correspondente: gatzen@impt.uni-hannover.de

Introdução

Para os micro e sistemas electromecânicos nano (MNEMS), há dois princípios físicos que emprestam-se particularmente bem para ser executada na tecnologia de fita fina: o princípio electrostático e eletromagnético (mais, restrita discurso, electrodinâmico). Comparado aos dispositivos electrostáticos, o eletromagnéticos são mais robustos, capazes de conseguir umas forças mais altas, mas também mais complexos e menos aplicáveis para a miniaturização extrema. Há dois tipos de forças magnéticas que podem ser empregadas: (1) forças de Maxwell aplicadas em uma aproximação variável da relutância (o comprimento de uma diferença de ar entre dois pólos é minimizado) e (2) forças de Lorentz, com um condutor levando actual que está sendo expor a um B-Campo magnético. Quando houver uma variedade de actividades de pesquisa no vários campos da aplicação, há ainda uma falta substancial da comercialização, porque nós veremos.

Aplicações Ópticas

O Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (JOGO), Alemanha, desenvolveu um actuador de fita fina que aproveita-se de uma liga de memória de forma ferromagnetic (FSMA). Reserva controlar um micromirror maioria com dois graus de liberdade. O princípio da actuação é baseado (que é não-magnético) em uma transformação ferromagnetic e martensitic. O sistema é pretendido para o uso como um varredor óptico. O Leibniz Universitaet Hannover (LUH), Alemanha, desenvolveu um microactuator ferrofluidic propor para o controlo eletromagnético de um sistema micro-óptico adaptável. O último consiste em uma disposição de microcoils para manipular a posição de um ferrofluidic obstrui dentro um microcanal. Deslocando a tomada do ferrofluid, um líquido óptica activo é movido e forma uma lente líquida com um comprimento focal ajustável.

Microfluidic e Aplicações Biomedicáveis

A Universidade de Ajou em Suwon, Coreia Do Sul, Desenvolveu um microactuator com três diafragmas que podem ser conduzidos individualmente. O actuador consiste em diafragmas parylene, em bobinas de cobre espirais, e em ímãs permanentes. Um Outro exemplo de um micropump é um microsistema desenvolvido pela Universidade de Hsinchu em Taiwan pretendeu para aplicações pneumáticas. Caracteriza um actuador da membrana do elastómetro com uma bobina semi-encaixada.

Uma aproximação atractiva para transportar compostos biológicos está conjugando-os aos grânulos magnéticos. A Universidade de Nagoya em Japão desenvolveu um sistema para a agitação magnética do grânulo, combinando bobinas lisas de uma multi-camada na tecnologia de cabo do cabo flexível com um ímã permanente. O LUH desenvolveu um microsistema para a entrega força-aumentada magnética do gene. Conjugar genes com nanoparticles magnéticos permite a manipulação magnética destes complexos. O microactuator magnético caracteriza uma fileira de pólos individualmente excitáveis para magnètica atuar estes complexos.

A Universidade Estadual do Arizona em Tempe, o Arizona, desenvolveu um microspeaker MEMS para aplicações da audição. O resultado é um microspeaker inteiramente integrado, eletromagnètica atuado com um discreto, cera ligada, ímã das partículas Nd-Fe-b. O LUH projectou um serviço do microactuator como uma prótese auditiva implantable superar o ambylacousia. O actuador consiste em um sistema mecânico que contem um actuador, um chefe, e uma membrana assim como um dispositivo eletromagnético que contêm um sistema da bobina, uns guias macios do fluxo magnético, e um fechamento do fluxo situado debaixo do sistema mecânico. As limitações fisiológicos na orelha média e a cóclea definiram o tamanho máximo do microactuator. O sistema mecânico era primeiro projetado no que diz respeito à freqüência ressonante.

Comunicações e Informática

Há umas várias aproximações para conduzir o tipo interruptores da pesquisa MEMS do RF (isto é microrelays para aplicações da freqüência do RF. A Universidade Normal da China Oriental em Shanghai, PRC, desenvolveu um microactuator eletromagnético bistable. Sua pegada é 2 milímetros x 2,2 milímetros. Te exigiu o pulso actual é 50 miliampères; o tempo do interruptor é 20 µs. A Universidade em Orono, Maine, desenvolveu um actuador eletromagnético Bidireccional. É fabricada em uma única bolacha, com um microcoil do Au, a membrana de NiFe com pés apoiados e um ímã Co-Pinta permanente integrado na membrana. O Fotoresistente serve como uma camada sacrificial para permitir a peça superior atuar após a conclusão da fabricação. Outras entidades que conduzem a pesquisa sobre o tipo relés de MEMS são Universidade do Tong de Shanghai Jiao, PRC, Uc Berkeley, Universidade de Minnesota em Minneapolis, ambos os EUA, a Universidade Tecnológica de Pequim, PRC, e a Universidade Estadual de Louisiana em Baton Rouge, EUA.

Para conseguir um desempenho de leitura/gravação óptimo em Movimentações de Disco Duro (HDD), uma cabeça de gravação é alinhada perfeitamente com a trilha de dados a ser escrita ou lido. Para conseguir um registo perfeito da trilha, o uso dos actuadores da duplo-fase (DSA) foi sugerido durante muito tempo. Aproveitando-se da Micro tecnologia de Sistema (MEMS) Electromecânica, o LUH desenvolveu um Slider com um Microactuator Integrado (MAGRO) para o uso em Movimentações de Disco Duro (HDD). Colocando o elemento de leitura/gravação em um chiplet pequeno um pouco na borda de arrasto de um slider, o projecto promete ser custado competitivo.

Aplicação Automotivo

Embora os sistemas do giroscópio para a medida da guinada sejam sensores, exigem uma actuação. Há igualmente uns princípios físicos alternativos aplicados, dois as mais importantes são um disco e um ajustamento - forquilha. A Universidade nacional de Cheng Kung em Tainan, Taiwan, desenvolveu um tipo giroscópio de MEMS com um disco recìproca de giro com movimentação eletromagnética. Bosch, Alemanha desenvolveu conduzida eletromagnètica, ajustando - tipo giroscópio da forquilha para aplicações automotivos. O começo da produção era em 1998. Este parece ser o único dispositivo eletromagnètica atuado de MEMS, que considerou a produção em grande escala.

Conclusão

Na pesquisa, há um interesse considerável em dispositivos eletromagnéticos e electrodinâmicos de MNEMS. As entidades Numerosas da pesquisa têm olhado nas várias aplicações, vindo acima com soluções interessantes nas áreas de óptico, de biomedicável, uma comunicação e a informática, assim como a tecnologia automotivo. Contudo, automotivo parece ser a única área, que considerou a comercialização de micro dispositivos magnéticos da actuação, interessante bastante no campo da detecção.

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Date Added: Feb 19, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:44

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