Des chercheurs développent une petite imprimante multifonction à faible coût pour l’influence ultra-rapide de matériaux piézoélectriques

Une équipe de recherche dirigée par l’Université des sciences et applied sciences de Hong Kong (HKUST) a développé une micro-imprimante succesful d’imprimer des motion pictures piézoélectriques 100 fois plus rapidement afin de produire des systèmes microélectromécaniques (MEMS) pour capteurs et dispositifs médicaux portables ou implantables, offrant ainsi l. a. possibilité de réduire l. a. masse. coûts de manufacturing.

Los angeles micro-imprimante, conçue à un coût relativement inférieur à celui des autres imprimantes du marché, utilise un champ électrostatique pour diriger les flux d’encre sur l. a. plate-forme, permettant un traitement efficace des motifs en couches minces et améliorant l. a. vitesse d’influence pour relever le défi de l. a. manufacturing de masse et contrôle de l’influence sur les constructions et l. a. taille des fonctionnalités.

Les nanoparticules, les motion pictures et les motifs sont trois éléments piézoélectriques importants qui ont de nombreuses packages en matière de détection, d’actionnement, de catalyse et de récupération d’énergie. Los angeles manufacturing de masse de ces éléments reste un défi à ce jour, automobile le contrôle de ces constructions et tailles de caractéristiques sur différents substrats est un processus complexe.

Au milieu de l’augmentation proceed de l. a. demande de systèmes microélectromécaniques, d’électronique transportable/implantable, d’appareils mobiles miniaturisés et d’Web des objets, l. a. recherche de matériaux piézoélectriques, grâce à leur propriété intrinsèque de coupler l’énergie mécanique et électrique, est devenue une priorité et un intérêt pour beaucoup. .

Jusqu’à récemment, une nouvelle micro-imprimante développée par une équipe de recherche de l’Université des sciences et applied sciences de Hong Kong représentait une étape importante vers l. a. microfabrication additive ultra-rapide et sur de grandes surfaces d’objets 3D avec presque toutes les compositions, microstructures et fonctions modifiées.

Dans leur expérience, l’équipe dirigée par le professeur Yang Zhengbao, professeur agrégé au Département de génie mécanique et aérospatial de l’Université des sciences et applied sciences de Hong Kong, a construit un mécanisme d’influence 3D précis à l’aide d’un disque vertébral connecté à une aiguille et à une supply d’alimentation. . Cette étude est un travail de collaboration avec l. a. Town College de Hong Kong. Leurs conclusions ont été publiées dans l. a. revue Verbal exchange naturelle.

Une fois que l’équipe a créé un champ électrostatique suffisamment puissant pour agir comme un propulseur, l’encre sera ensuite projetée de manière conique sur l. a. plate-forme, formant des motifs précis, un peu comme l. a. façon dont des flux de gouttelettes chargées s’éjectent des pointes des gouttes de pluie lors d’un orage.

Grâce aux efforts de l’équipe, l. a. vitesse de fabrication a été multipliée par 100, permettant un traitement efficace de motifs en couches minces similaire à l. a. lithographie des semi-conducteurs. Par exemple, un movie PZT de 10 micromètres d’épaisseur peut être fabriqué sur une plaquette de Si de 4 pouces en seulement 10 mins à l’aide d’une imprimante, avec un minimal de déchets de matériaux.

Cette technologie avancée peut être appliquée à l. a. fabrication du composant piézoélectrique à l’intérieur des microphones, des sondes à ultrasons cliniques et des panneaux solaires à couches minces, dans l’espoir de réduire le coût de manufacturing des produits associés.

“Notre micro-imprimante démontre l. a. capacité d’imprimer une huge gamme de matériaux tels que des céramiques isolantes, des nanoparticules métalliques, des polymères isolants et des molécules biologiques”, a déclaré le professeur Yang.

“Il a l. a. vitesse l. a. plus rapide des applied sciences actuelles pour les motion pictures piézoélectriques d’une épaisseur micrométrique, et les motion pictures PZT que nous avons produits présentent d’excellentes propriétés piézoélectriques par rapport à ceux actuellement sur le marché. Ce nouveau modèle de micro-impression abordable avec des caractéristiques mesurables à ~ 20 µm est sûr d’apporter des bénéfices. » « Pour beaucoup dans le monde scientifique, cela mènera à de nombreuses découvertes qui étaient auparavant considérées comme impossibles. »

Entre-temps, l. a. micro-imprimante a atteint un stade où elle est prête pour une manufacturing à grande échelle, qui ne coûte que 6 000 HK$, et constitue l’une des choices les plus abordables par rapport aux autres disponibles sur le marché.

L’équipe se concentre sur l’intégration de l’imprimante avec des systèmes de réception de substrat rouleau à rouleau pour permettre des packages commerciales potentielles. En outre, ils recherchent activement une coopération avec des partenaires commerciaux pour renforcer davantage leur présence sur le marché.

“Les ways de microfabrication actuelles ne permettent pas de fabriquer à grande vitesse et de manière polyvalente divers éléments piézoélectriques, tout en permettant de contrôler leurs dimensions, leurs constructions et leurs fonctions”, a ajouté le professeur Yang. “De plus, le coût et l. a. complexité de l’équipement de fabrication permettant de fabriquer des éléments micrométriques sont prohibitifs pour une manufacturing à grande échelle.”