การสร้างและวิเคราะห์คุณลักษณะของไมโครแอคชัวเอเตอร์นิกเกิลเชิงไฟฟ้าความร้อน

Abstract

งานวิจัยนี้ได้พัฒนากระบวนการสร้างแอคชัวเอเตอร์นิกเกิลเชิงไฟฟ้าความร้อนด้วยเทคนิค LIGA ซึ่งมีราคาถูกและระยะเวลาในการสร้างรวดเร็ว กระบวนการสร้างประกอบด้วยวิธีโฟโต้ลิโธกราฟีเพื่อสร้างลวดลายแม่พิมพ์และกระบวนการไฟฟ้าเคมีเพื่อเคลือบโลหะ ในการศึกษานี้ได้นำสารละลายนิกเกิลซัลเฟตและนิกเกิลซัลฟาเมตมาใช้ เพื่อเปรียบเทียบข้อแตกต่างในการสร้างชิ้นงานแอคชัวเอเตอร์ ในส่วนของความแม่นยำและความสม่ำเสมอในการสร้างนั้นไม่พบความแตกต่างของทั้งสองสารละลาย แต่พบว่าความเร็วในการเคลือบด้วยสารละลายนิกเกิลซัลฟาเมตมีค่ามากกว่า หลังจากนั้นนำแอคชัวเอเตอร์มาทำการทดสอบสมบัติทางวัสดุ โดยทำการตรวจสอบเอกลักษณ์ของโครงสร้างผลึกแอคชัวเอเตอร์นิกเกิล พบว่าสารละลายนิกเกิลซัลฟาเมตมีระนาบผลึก (220) และนิกเกิลซัลเฟตมีระนาบผลึก (111) การหาจุดหลอมเหลวพบว่าทั้งสองสารละลายให้ค่าอุณหภูมิประมาณ 1000 องศาเซลเซียส สารละลายนิกเกิลซัลฟาเมตให้ค่าความหยาบผิวสูงกว่าแต่มีความแข็งน้อยกว่าซึ่งเหมาะสมที่จะนำมาใช้สร้างในงานวิจัยนี้ หลังจากนั้นได้ทำการทดสอบสมรรถนะแอคชัวเอเตอร์นิกเกิลเชิงไฟฟ้าความร้อนซึ่งพบว่าเมื่อทำการป้อนกระแสไฟฟ้าขนาด 3, 4 และ 5 แอมแปร์ ที่ระยะห่างระหว่างแขนเล็กและใหญ่ขนาด 200 ไมโครเมตร จะให้ระยะการเคลื่อนที่ของปลายแขนมากที่สุด จากการศึกษาพบว่ากระแสไฟฟ้าขนาด 4 แอมแปร์ จะให้ระยะการเคลื่อนที่ที่ปลายแขนแอคชัวเอเตอร์เท่ากับ 142 ไมโครเมตร ที่เวลา 30 วินาที ในส่วนของการทดสอบเชิงพลวัตพบว่าแอคชัวเอเตอร์จะไม่ตอบสนองกับความถี่ที่มากกว่า 5 เฮิร์ทซ ขึ้นไป และการทดสอบแรงที่เกิดขึ้นที่ปลายแขนแอคชัวเอเตอร์ พบว่ากระแสไฟฟ้าขนาด 4 แอมแปร์ จะวัดค่าแรงเฉลี่ยได้มากที่สุดอยู่ที่ 4.7 มิลลินิวตัน ที่เวลา 30 วินาที