الآلات الدقيقة

الآلات الدقيقة هي أجسام ميكانيكية تُصنع بنفس الطريقة العامة لتصنيع الدوائر المتكاملة . ويُعتقد عمومًا أن حجمها يتراوح بين 100 نانومتر و100 ميكرومتر ، مع أن هذا الأمر قابل للنقاش. تشمل تطبيقات الآلات الدقيقة مقاييس التسارع التي ترصد اصطدام السيارة بجسم ما وتُفعّل الوسادة الهوائية . كما تُعد الأنظمة المعقدة من التروس والرافعات تطبيقًا آخر لها.

تُصنع هذه الأجهزة عادةً بتقنيتين: التصنيع الميكروي السطحي والتصنيع الميكروي الحجمي . في التصنيع الميكروي الحجمي، تُطعّم المنطقة المطلوبة بكمية كبيرة من البورون، ثم يُزال السيليكون غير المرغوب فيه باستخدام محاليل حفر السيليكون السائلة. تُسمى هذه التقنية "تقنية إيقاف الحفر" لأن تطعيم البورون يُنتج طبقة/نمطًا غير قابل للحفر. ^{[ 1 ]}

معظم الآلات الدقيقة تعمل كمحولات طاقة ؛ بمعنى آخر، فهي إما أجهزة استشعار أو مشغلات .

تحوّل المستشعرات المعلومات من البيئة إلى إشارات كهربائية قابلة للتفسير. ومن الأمثلة على مستشعرات الآلات الدقيقة المستشعر الكيميائي الرنيني. يهتز جسم ميكانيكي ذو تخميد طفيف بتردد معين أكثر من أي تردد آخر، ويُسمى هذا التردد بتردد الرنين. يُغطى المستشعر الكيميائي ببوليمر خاص يجذب جزيئات معينة ، مثل تلك الموجودة في الجمرة الخبيثة ، وعندما تلتصق هذه الجزيئات بالمستشعر، تزداد كتلته . تُغير هذه الزيادة في الكتلة تردد الرنين للجسم الميكانيكي، والذي يتم رصده بواسطة دوائر كهربائية.

تحوّل المحركات الإشارات والطاقة الكهربائية إلى حركة. الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا هي المحركات الكهروستاتيكية ، والحرارية ، والمغناطيسية . تستخدم المحركات الكهروستاتيكية قوة الطاقة الكهروستاتيكية لتحريك الأجسام. يتم تطبيق جهدين كهربائيين مختلفين على عنصرين ميكانيكيين، أحدهما ثابت ( الجزء الثابت ) والآخر متحرك ( الجزء الدوار )، مما يُنشئ مجالًا كهربائيًا . يتنافس هذا المجال مع قوة استعادة تؤثر على الجزء الدوار (عادةً ما تكون قوة نابض ناتجة عن انحناء أو تمدد الجزء الدوار) لتحريكه. كلما زاد المجال الكهربائي، زادت المسافة التي يقطعها الجزء الدوار. أما المحركات الحرارية فتستخدم قوة التمدد الحراري لتحريك الأجسام. عند تسخين مادة ما، تتمدد بمقدار يعتمد على خصائصها. يمكن توصيل جسمين بطريقة تجعل أحدهما يسخن أكثر من الآخر ويتمدد أكثر، وهذا التفاوت يُحدث حركة. يعتمد اتجاه الحركة على طريقة توصيل الجسمين. يُلاحظ هذا في "المُسخّن"، وهو عبارة عن عارضة على شكل حرف U ذات ذراع عريض وذراع ضيق. عند تمرير تيار كهربائي عبر الجسم، تتولد حرارة. يسخن الذراع الضيق أكثر من الذراع العريض نظرًا لتساوي كثافة التيار فيهما. ولأن الذراعين متصلان من الأعلى، فإن الذراع الساخن المتمدد يدفع باتجاه الذراع البارد. تستخدم المحركات المغناطيسية طبقات مغناطيسية مصنعة لتوليد القوى.

• الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)
• مصنع صغير
• جيتار نانو
• الماسح الضوئي الصغير

• معرض صور للآلات الدقيقة العاملة
• شركة 3D-Micromac لتصنيع المعادن الدقيقة بالليزر