Coraz mniejsze rozmiary w mikroprodukcji
Ręczny montaż komponentów układów mikroelektromechanicznych (MEMS) jest obecnie za drogi. Wymagania stawiane operatorom montującym miniaturowe części pod mikroskopem stały się też zbyt wysokie z uwagi na nadwyrężanie oczu i ograniczenia ludzkiej sprawności manualnej. W ramach finansowanego przez UE projektu NET4M (Development of a collaborative network for micro -manufacturing, -assembly and -robotics) powstałego w celu zbadania możliwości zautomatyzowanego montażu MEMS opracowano technologie dla zrobotyzowanych stanowisk roboczych. Naukowcy z projektu NET4M zastosowali metody teoretyczne i doświadczalne do zagadnień inspekcji mikroczęści, mierzenia sił w skali mikro i nano oraz mikromontażu. Prowadzone badania były w znacznej mierze interdyscyplinarne i sięgały od mechatroniki po metody automatyzacji. Zbadano różne podejścia oparte na innowacyjnych zastosowaniach fizyki mikroskali i zaawansowanych algorytmach automatyzacji. Przeprowadzono też szczegółowe badania z zakresu modelowania i projektowania oraz precyzyjnego wytwarzania w skali mezo i mikro, zajmując się między innymi mikroobróbką elektroerozyjną, mikrofrezowaniem oraz mikro- i nanoprodukcją. Prace przyniosły znaczące postępy w dziedzinie zautomatyzowanego przetwarzania i montażu mikroczęści oraz technologii siłowników i czujników. Dodatkowo opracowano narzędzia i metodologie do mechanicznego i dynamicznego charakteryzowania mikrokomponentów i układów. Umożliwiło to zaprojektowanie nowej generacji urządzeń zrobotyzowanych do pozycjonowania i montażu części o rozmiarach do 100 mikrometrów, co pozwoli zwiększyć opłacalność montażu i skrócić czas tworzenia produktów. Wypracowane osiągnięcia pozwolą tworzyć coraz mniejsze i bardziej złożone mikromaszyny. Jednym z możliwych zastosowań jest integrowanie w prototypach nowych mikromaszyn nie tylko komponentów elektronicznych, ale również części mechanicznych i optycznych. Zrobotyzowane techniki mikromanipulacji mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w mikroprodukcji, ale również w mikrobiologii i mikrochirurgii. Po zademonstrowaniu platformy podstawowej badacze z projektu NET4M zajęli się metodami wyprowadzenia nowych rozwiązań z laboratorium i wprowadzenia ich na rynek. Prace przyczyniły się do wzmocnienia międzynarodowej sieci laboratoriów badawczych w dziedzinie mikroprodukcji oraz rozwijania potencjału współpracy synergicznej i interdyscyplinarnej. Osiągnięcia projektu zaprezentowano przedstawicielom społeczności naukowej i innym zainteresowanym podczas dwóch wspólnych warsztatów projektu zorganizowanych we Włoszech i Stanach Zjednoczonych.
Słowa kluczowe
Wytwarzanie układów mikroelektromechanicznych, MEMS, robotyka, mikromontaż, mechatronika
