Kaj je mikromehanika?

Mikromehanika, imenovana tudi mikroelektričnomehanski sistemi (MEMS), je študija inženirskih struktur in sistemov na manjši ravni, ki se običajno meri v milimetrih do mikronov, enota, ki meri 1 1-milijonko metra. Načela mehanike in inženiringa se spreminjajo, ko se predmeti zmanjšujejo, kar zahteva, da se pri analizi in razvoju mikro naprav upošteva ta obseg. Mikromehanika materialov je analiza kompozitnih materialov na ravni njihovih posameznih sestavin, da se napoveduje, kako bodo ti materiali reagirali v različnih pogojih.

Medicinsko področje, industrija ur in avtomobilska industrija običajno uporabljajo aplikacije mikromehanike. Skoraj vsa področja, ki uporabljajo inženirske izdelke in sisteme, imajo koristi od mikromehanike. Na primer, študij mikromehanike lahko pomaga inženirjem ugotoviti, kateri materiali so najvarnejši za uporabo v avtomobilih in so najbolj odporni na poškodbe zaradi sil med trkom.

Osnova mikromehanike je, da ko se predmeti zmanjšajo, so sile, povezane z volumnom, manj pomembne. Teža in vztrajnost v mikroskopskem svetu postajata manj zaskrbljujoči, kar odpira nove inženirske priložnosti za majhne predmete in sisteme, ki so v makroskopskem svetu težki ali nemogoči. Na enak način postanejo sile, povezane s površino, kot sta trenje in površinska napetost, zelo pomembne, ko predmeti postanejo manjši.

Mikromehanski deli porabijo manj energije, so običajno cenejši in tehtajo manj kot njihovi običajno veliki kolegi. Te vrste strojev je mogoče izdelati z visoko stopnjo natančnosti s posebnimi tehnikami. Inženirji lahko na primer uporabljajo strojno obdelavo z električnim praznjenjem (EDM) za izdelavo delov, kot so turbine, iz električno prevodnih materialov.

Drugo vse večje področje zanimanja v mikromehaniki je uporaba silicija za ustvarjanje izjemno majhnih strojev s postopkom fotografskega tipa. Ti stroji so ustvarjeni že sestavljeni in popolnoma delujoči. Mikroobdelava površine silikona uporablja silikonsko rezino kot površino vzorca. Ko je vzorec plast za plastjo vrezan na rezino, se presežek silicija odstrani, tako da ostane funkcionalna mikrokomponenta. Mikroobdelava v razsutem stanju opravi podobno nalogo, tako da odstrani dele silikonske rezine, pri čemer ostane delujoč mikrostroj, ki je že sestavljen.

LIGA je akronim iz nemške besede za litografijo. Tehnika LIGA uporablja rentgensko litografijo za nanašanje slike na polimetilmetakrilat (PMMA). PMMA nato potopimo v medij za jedkanje, da odstranimo neželen material, tako da ostane mikrostroj.
Mikromehanika nehomogenih materialov navaja, da je treba kompozite ali materiale, sestavljene iz dveh ali več različnih materialov, obravnavati drugače kot homogene materiale. Homogenizacija se uporablja za napovedovanje, kako bosta dva materiala reagirala na različne pogoje v sestavljeni obliki na podlagi njihovih individualnih lastnosti. To pomaga mikroinženirjem predvideti, kako lahko majhne spremembe kompozitnih materialov spremenijo trajnost in druge lastnosti materialov.