การพัฒนาไมโครแอคชัวเอเตอร์แบบโลหะผสมจำรูปสำหรับการจับยึดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์

Abstract

การจับยึดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ด้วยหัวจับแบบสูญญากาศในการประกอบฮาร์ดดิสก์กลายเป็นเรื่องที่ลำบากขึ้นเมื่อแนวโน้มของหัวอ่านฮาร์ดดิสก์มีขนาดเล็กลง ดังนั้นการพัฒนาวิธีการใหม่เพื่อใช้จับยึดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ในระหว่างการประกอบจึงมีความจำเป็นมากขึ้น ในงานวิจัยนี้มีแนวคิดในการใช้ไมโครแอคชัวเอเตอร์ในหลักการโลหะผสมจำรูปที่มีรูปร่างคล้ายนิ้วมือมนุษย์มาจับยึดหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ที่ตำแหน่งรูบอส ซึ่งโครงสร้างของแอคชัวเอเตอร์เป็นลักษณะคานที่มีวัสดุสองชนิดประกบกันประกอบด้วยโลหะผสม NiTi และอลูมินัม ในการศึกษานี้ระยะกระดกในแนวดิ่งและระยะกระดกในแนวขวางของไมโครแอคชัวเอเตอร์ขณะทำงาน และแรงกระทำระหว่างไมโครแอคชัวเอเตอร์และหัวอ่านฮาร์ดดิสก์ได้ถูกวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม ANSYS ทำให้ทราบขนาดไมโครแอคชัวเอเตอร์ที่เหมาะสมและขนาดของแรงกระทำซึ่งพบว่าปริมาณทั้งสองมีค่ามากในระดับซึ่งน่าจะเพียงพอสำหรับงานประกอบนี้ งานวิจัยนี้ได้พัฒนาขั้นตอนการสร้าง โดยเริ่มจากการกัดผิวอลูมินัมฟอยล์ที่มีความหนา 16 ไมโครเมตร เพื่อสร้างโครงสร้าง แล้วนำไปสร้างผิว NiTi ที่มีความหนา 5 ไมโครเมตรโดยวิธีสปัตเตอริ่งด้านบน จากนั้นนำชิ้นงานไปผ่านขั้นตอนการอบที่อุณหภูมิ 500°C นาน 30 นาที แต่พบว่าเกิดออกไซด์ขึ้นบนผิวชิ้นงาน อย่างไรก็ตามได้นำไมโครแอคชัวเอเตอร์ที่มีความยาว 1000 และ 2000 ไมโครเมตร กว้าง 500 ไมโครเมตรซึ่งไม่ได้ผ่านการอบที่อุณหภูมิสูงมาทดสอบการตอบสนองและระยะกระดก โดยจ่ายกระแสไฟฟ้าตั้งแต่ 1.25-2.50A เป็นเวลา 10 วินาที และวัดระยะกระดกด้วยเลเซอร์ดิสเพลสเมนต์มิเตอร์ พบว่าหลังการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปเพียง 1 วินาที ไมโครแอคชัวเอเตอร์ที่มีความยาว 1000 และ 2000 ไมโครเมตร ต่างก็มีระยะกระดกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและเมื่อเวลาผ่านไประยะกระดกจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ หลังจากหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้าพบว่าระยะกระดกก็ลดลงอย่างรวดเร็วเช่นกัน โดยพบว่าที่กระแสไฟฟ้าเท่ากับ 2.50 A ไมโครแอคชัวเอเตอร์ที่ยาว 1000 และ 2000 ไมโครเมตร มีระยะกระดกเท่ากับ 410 และ 490 ไมโครเมตรตามลำดับ