دنیا کی سب سے چھوٹی اور طاقتور مائیکرو موٹرز کی نقاب کشائی

پیزو الیکٹرک الٹراسونک موٹرز کے دو اہم فوائد ہیں، یعنی ان کی اعلی توانائی کی کثافت اور ان کا سادہ ڈھانچہ، جو دونوں ان کے چھوٹے بنانے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ہم نے تقریباً ایک کیوبک ملی میٹر کے حجم کے ساتھ اسٹیٹر کا استعمال کرتے ہوئے ایک پروٹو ٹائپ مائیکرو الٹراسونک موٹر بنائی ہے۔ہمارے تجربات سے معلوم ہوا ہے کہ پروٹوٹائپ موٹر ایک کیوبک ملی میٹر سٹیٹر کے ساتھ 10 μNm سے زیادہ کا ٹارک پیدا کرتی ہے۔یہ نوول موٹر اب سب سے چھوٹی مائکرو الٹراسونک موٹر ہے جسے عملی ٹارک کے ساتھ تیار کیا گیا ہے۔

موبائل اور پہننے کے قابل آلات سے لے کر کم سے کم ناگوار طبی آلات تک متعدد ایپلی کیشنز کے لیے مائیکرو ایکچیوٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔تاہم، ان کی من گھڑت سے منسلک حدود نے ایک ملی میٹر پیمانے پر ان کی تعیناتی کو محدود کر دیا ہے۔سب سے عام الیکٹرومیگنیٹک موٹرز کو بہت سے پیچیدہ اجزاء جیسے کوائلز، میگنےٹ اور بیرنگ کے چھوٹے بنانے کی ضرورت ہوتی ہے، اور اسکیلنگ کی وجہ سے شدید ٹارک کی کھپت کی نمائش ہوتی ہے۔الیکٹرو سٹیٹک موٹرز مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز (MEMS) ٹکنالوجی کا استعمال کرکے بہترین اسکیل ایبلٹی کو قابل بناتی ہیں، لیکن ان کی کمزور ڈرائیونگ فورس نے ان کی مزید ترقی کو محدود کر دیا ہے۔
پیزو الیکٹرک الٹراسونک موٹرز سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ اعلیٰ کارکردگی والی مائیکرو موٹرز بن جائیں گے کیونکہ ان کی زیادہ ٹارک کثافت اور سادہ اجزاء ہیں۔آج تک اطلاع دی گئی سب سے چھوٹی موجودہ الٹراسونک موٹر میں ایک دھاتی جزو ہے جس کا قطر 0.25 ملی میٹر اور لمبائی 1 ملی میٹر ہے۔تاہم، اس کا کل سائز، بشمول پری لوڈ میکانزم، 2-3 ملی میٹر کے برابر ہے، اور اس کی ٹارک ویلیو بہت چھوٹی ہے (47 nNm) بہت سی ایپلی کیشنز میں بطور ایکچیویٹر استعمال کرنے کے لیے۔
Tomoaki Mashimo، Toyohashi University of Technology کے ایک محقق، ایک کیوبک ملی میٹر سٹیٹر کے ساتھ ایک مائکرو الٹراسونک موٹر تیار کر رہے ہیں، جیسا کہ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے، اور یہ اب تک کی سب سے چھوٹی الٹراسونک موٹروں میں سے ایک ہے۔سٹیٹر، جس میں ایک دھاتی کیوب پر مشتمل ہے جس میں ایک سوراخ اور پلیٹ پیزو الیکٹرک عناصر اس کے اطراف میں لگے ہوئے ہیں، کسی خاص مشینی یا اسمبلی کے طریقوں کی ضرورت کے بغیر اسے چھوٹا کیا جا سکتا ہے۔پروٹوٹائپ مائیکرو الٹراسونک موٹر نے 10 μNm کا عملی ٹارک حاصل کیا (اگر گھرنی کا رداس 1 ملی میٹر ہے، تو موٹر 1-g وزن اٹھا سکتی ہے) اور تقریباً 70 Vp-p پر 3000 rpm کی کونیی رفتار۔یہ ٹارک ویلیو موجودہ مائیکرو موٹرز سے 200 گنا زیادہ ہے، اور چھوٹی چیزوں جیسے چھوٹے سینسرز اور مکینیکل پرزوں کو گھومنے کے لیے بہت عملی ہے۔