Le dimensioni si riducono nella microproduzione
L’assemblaggio manuale dei componenti relativi ai sistemi microelettromeccanici (MEMS) ha dei costi proibitivi. Il livello di precisione richiesto per un operatore che assembla le parti in miniatura al microscopio è inoltre troppo elevato, a causa dell’affaticamento degli occhi e d limitazioni di destrezza. Avviato per studiare l’assemblaggio automatizzato di MEMS, il progetto NET4M (Development of a collaborative network for micro -manufacturing, -assembly and -robotics) ha sviluppato tecnologie per una cella di lavoro robotizzata. Gli scienziati NET4M hanno lavorato su controllo delle microparti, misura di micro e nano forze, e sul microassemblaggio, utilizzando metodi teorici e sperimentali. Essi hanno condotto una ricerca fortemente interdisciplinare, la quale spazia dalla meccatronica ai metodi di automazione. Sono stati oggetto di indagine diversi approcci, in base ad applicazioni innovative della fisica in micro-scala e di algoritmi di automazione avanzata. Il team ha inoltre condotto ricerche specifiche su modellizzazione e progettazione, così come per la produzione di precisione su meso e micro scala, ricoprendo ambiti quali microelettroerosione, microfresatura e micro/nano fabbricazione. Sono stati compiuti progressi significativi per quanto riguarda la manipolazione e l’assemblaggio automatici di microparti, nonché rispetto ad azionamento e rilevamento. Inoltre, sono stati elaborati gli strumenti e le metodologie per la caratterizzazione meccanica e dinamica di componenti e dispositivi aventi microdimensioni. Ciò ha portato alla progettazione di una nuova generazione di dispositivi robotici di posizionamento e parti con dimensioni che raggiungono i 100 micrometri, ottenendo un assemblaggio conveniente, con cicli di sviluppo più brevi. I progressi compiuti facilitano lo sviluppo di micromacchine sempre più piccole e complesse. Una possibile applicazione comporta l’integrazione di componenti meccanici e ottici, in aggiunta a quelli elettronici, nei prototipi delle nuove micromacchine. Oltre alla microproduzione, la micromanipolazione robotica potrebbe avere potenziali applicazioni in microbiologia e microchirurgia. Una volta che la piattaforma di base è stata dimostrata, i ricercatori NET4M hanno esaminato il trasferimento di tale tecnologia fuori dal laboratorio e nel mercato. Essi hanno contribuito a rafforzare una rete internazionale di laboratori di ricerca in fatto di microproduzione, supportata da competenze sinergiche e interdisciplinari. I due seminari congiunti organizzati durante il progetto, in Italia e negli Stati Uniti, hanno diffuso con successo i risultati del progetto tra la comunità scientifica e per le parti interessate.
Parole chiave
Produzione di sistemi microelettromeccanici, MEMS, robotica, microassemblaggio, meccatronica
