Control preciso de movimientos en nanoescalas
Los accionadores piezoeléctricos son muy adecuados para sustituir elementos de posicionamiento manual y sistemas motorizados. Su control relativamente sencillo y su alta resolución de posicionamiento hace que sean ideales para dirigir microrrobots y sistemas de microposicionamiento en miniatura. Con un tamaño más pequeño de estos sistemas, hacían falta nuevos conceptos para los accionadores piezoeléctricos que permitieran la fabricación en lotes pequeños y generaran parámetros reproducibles. En el marco del proyecto MICRON, se ha propuesto una nueva metodología que permite integrar de forma monolítica varios accionadores en un único sustrato piezoeléctrico de cerámica creando patrones de electrodos. La propuesta monolítica presenta varias ventajas respecto a los accionadores que se montan de forma individual y que se suelen usar en los sistemas inertes. No es necesario ajustar o formar el sustrato piezoeléctrico, con lo cual se evitan problemas de montaje y, por tanto, se reducen los costes de producción. El modelado del accionador piezoeléctrico (MPA) con herramientas analíticas y numéricas permitió estudiar en profundidad su configuración geométrica. Estos modelos han demostrado que las frecuencias de resonancia son muy altas, por lo que proporcionan una gran velocidad y una dinámica excelente a los sistemas construidos con este accionador. En general, gracias al posicionamiento innovador de los electrodos, el MPA puede controlar el movimiento de cada centímetro con una precisión nanométrica. El MPA, desarrollado en École Polytechnique Fédérale de Lausanne, es un piezoaccionador compacto y de configuración sencilla que se puede integrar en sistemas más complejos. Las aplicaciones potenciales son muchas, sobre todo porque este accionador se ajusta fácilmente a las necesidades del cliente. Además de dispositivos de posicionamiento para la microscopía óptica y electrónica y la cirugía microinvasiva, la miniaturización de los procesos de fabricación y el montaje industrial de los productos de microingeniería requiere también herramientas de manipulación asequibles de alto rendimiento. Además, se han investigado las técnicas de mecanizado para fabricar prototipos con buena fiabilidad. Se utilizó sobre todo el corte por láser, pero otras técnicas de mecanizado tales como el grabado químico para el patrón de los electrodos pueden ser la solución para futuras creaciones. El equipo de investigadores de Laboratoire de systèmes robotiques busca socios en el sector que integren el piezoaccionador monolítico en sus productos.
