Микромеханика, также называемая микроэлектромеханическими системами (МЭМС), представляет собой исследование инженерных структур и систем на меньшем уровне, обычно измеряемом от миллиметров до микронов, единица измерения составляет 11 миллионную часть метра. Принципы механики и инженерии меняются по мере уменьшения размеров объектов, что требует учитывать масштаб при анализе и разработке микро- устройства. Микромеханика материалов — это анализ композиционных материалов на уровне их отдельных составляющих, чтобы предсказать, как эти материалы будут реагировать в различных условиях.
Медицина, часовая промышленность и автомобильная промышленность обычно используют приложения микромеханики. Практически все области, в которых используются инженерные продукты и системы, выигрывают от микромеханики. Например, изучение микромеханики может помочь инженерам определить, какие материалы наиболее безопасны для использования в автомобилях и наиболее устойчивы к повреждениям от сил во время аварии.
Основой микромеханики является то, что по мере того, как объекты становятся меньше, силы, связанные с объемом, становятся менее значительными. Вес и инерция становятся менее важными в микроскопическом мире, открывая новые инженерные возможности для небольших объектов и систем, которые трудно или невозможно реализовать в макроскопическом мире. Точно так же силы, связанные с площадью поверхности, такие как трение и поверхностное натяжение, становятся очень важными в качестве объектов. стать меньше.
Микромеханические детали потребляют меньше энергии, обычно дешевле и весят меньше, чем их аналоги обычного размера. Эти типы машин могут быть изготовлены с высокой степенью точности с использованием специальных технологий. Например, инженеры могут использовать электроэрозионную обработку (EDM) для изготовления таких деталей, как турбины, из электропроводящих материалов.
Еще одна область, вызывающая растущий интерес к микромеханике, — это использование кремния для создания очень маленьких машин с использованием процесса фотографического типа. Эти машины создаются уже собранными и полностью функционирующими. Кремний микрообработка поверхности использует кремниевую пластину в качестве поверхности шаблона. После того, как рисунок слой за слоем выгравирован на пластине, излишки кремния удаляются, оставляя функциональный микрокомпонент. Массовая микрообработка выполняет аналогичную задачу, удаляя части кремниевой пластины, оставляя работающую микромашину, которая уже собрана. .
ЛИГА — это аббревиатура от немецкого слова «литография». Техника LIGA использует рентгеновскую литографию для нанесения изображения на полиметилметакрилат (ПММА). Затем ПММА погружают в среду травления для удаления нежелательного материала, оставляя микромашину.
Микромеханика неоднородных материалов гласит, что композиты или материалы, состоящие из двух или более различных материалов, необходимо обрабатывать иначе, чем однородные материалы. Гомогенизация используется для прогнозирования того, как два материала будут реагировать на различные условия в композитной форме на основе их индивидуальных качеств. Это помогает микроинженерам прогнозировать, как небольшие изменения в композитных материалах могут изменить долговечность и другие свойства материалов.