Streszczenie seminarium w PIAP

PROGRAM SEMINARIUM
w dniu 19.04.2011 r. godz. 1100
„Tendencje rozwojowe
mikro i nanotechnologi wytwarzania”
dr inż.Sebastian Skoczypiec,
Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji,
Politechnika Krakowska
Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Politechnika Krakowska,
Mikro i nanotechnologie zajmują aktualnie jedno z najważniejszych miejsc w
działalności produkcyjnej i innowacyjnej czołowych firm zagranicznych stanowiąc
jeden z głównych kierunków prowadzonych przez nie prac badawczo - rozwojowych.
Związane jest to z coraz szerszym zastosowaniem systemów mikro-elektromechanicznych (ang. Micro-Electro-Mechanical Systems - MEMS) integrujących w
sobie obiekty elektroniczne, elektryczne i mechaniczne przetwarzające wielkości
mechaniczne, termiczne, chemiczne na sygnały elektryczne i odwrotnie. Zgodnie z
przewidywaniami wartość rynku MEMS w 2009 r szacuje się na 7 mld $,
jednocześnie prognozując ciągły wzrost (do 13 mld $ w 2012 r.).
Gabaryty MEMS zwykle są od kilku mikrometrów do kilku milimetrów i w odróżnieniu
od komponentów mikroelektronicznych, wytwarzanie ich podzespołów wymaga
zastosowania technologii umożliwiających uzyskanie skomplikowanych struktur
trójwymiarowych o wymiarach charakterystycznych < 500 µm. Jest to bardzo
dynamicznie rozwijający się obszar w ubytkowych i przyrostowych metodach
wytwarzania. Stosowane są tutaj takie metody jak: mikroformowanie,
mikroodlewanie, mikrotoczenie, mikrofrezowanie, mikrowiercenie, mikroszlifowanie,
mikroobróbka
laserowa,
mikroobróbka
elektroerozyjna,
mikroobróbka
elektrochemiczna oraz metody przyrostowe (np. mikro-selektywne spiekanie
laserowe czy mikrostereolitografia). Wymieniając powyższe metody należy
zaznaczyć, że w produkcji wielkoseryjnej wiodący udział mają mikroodlewanie i
mikroformowanie natomiast pozostałe metody stosowane są na etapie
przygotowania produkcji (np. wytwarzanie oprzyrządowania i narzędzi do
mikroskrawania, mikroodlewania i mikroformowania) oraz na etapie projektowania i
testowania nowych mikrosystemów (wykonawstwo prototypów przy możliwie małych
nakładach finansowych).
W ostatnich latach trwają również dynamiczne prace mające na celu opracowanie
technologi wytwarzania systemów zbliżonych funkcjonalnością do MEMS, jednak
wymiaram nie przekraczających kilkuset nanometrów (Nano-Electro-Mechanical
Systems – NEMS). Postęp w tym zakresie związany jest z rozwojem mikroskopii
skaningowej (tj. AFM, STM), pozwalającej na obrazowanie i przenoszenie
pojedynczych atomów materiału obrabianego.
W referacie przedstawione zostaną aktualne rozwiązania oraz tendencje rozwojowe
technologii wytwarzania w aspekcie zastosowania do wytwarzania mikronarzędzi,
elementów oprzyrządowania i prototypów MEMS oraz NEMS. Omówione zostaną
najczęściej stosowane technologie, ich zastosowania, wady oraz zalety, ze
szczególnym uwzględnieniem prac prowadzonych w Laboratorium Mikro i
Nanotechnologii Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji Politechniki
Krakowskiej