Nuovi modelli promuovono la tendenza alla miniaturizzazione

Dispositivi compatti con funzioni pesantemente integrate stanno diventando sempre più presenti nelle nostre vite. Man mano che si riducono le dimensioni però, gli effetti della superficie e delle dimensioni cominciano a dominare la reazione del materiale e il suo comportamento. Di conseguenza, le proprietà del materiale ottenute in un campione di dimensioni normali non sono più valide per un’analisi precisa e l’ulteriore progettazione. Le proprietà meccaniche, tribologiche e di deformazione deviano dai valori di grandi volumi man mano che le dimensioni del componente si avvicinano alla micro-scala.

Nell’ambito di MICROMANUFACTURING (Multi-scale material modeling for micro-manufacturing of micro-feature arrays on large surface areas), gli scienziati sono riusciti a colmare il divario tra la modellazione su meso e micro scala sviluppando e convalidando modelli precisi di processi di micro-produzione.

Il team del progetto ha raggiunto una migliore comprensione del comportamento del materiale, del controllo di processo, delle meccaniche di deformazione e della tribologia per una microfabbricazione precisa ed economica. Tra gli esempi ci sono parti su micro-scala (come perni, connettori, ruote e pompe) e gamme di micro-caratteristiche su aree di grande estensione (come micro-canali, micro-piramidi, micro-coni e micro-bozzi).

La ricerca del progetto ha importanti implicazioni per piatti bipolari cellulari e impianti biomedici che hanno superfici con reti di micro-canali e micro-bozzi porosi. Tali superfici sono necessarie per ottenere un trasporto molto efficiente di calore e massa. Gli scienziati hanno studiato a fondo la formabilità di micro-canali e hanno studiato le interazioni tra parametri di micro-produzione e qualità della superficie, corrosione e resistenza al contatto.

Una modellazione precisa permette una misurazione economica di proprietà materiali su micro scala. Questo prepara il terreno a processi di microfabbricazione veloci e a basso costo che sono importantissimi per commercializzare pile a combustibile e dispositivi medici miniaturizzati.