形状記憶合金(SMA)薄膜マイクロアクチュエータの応用

〜小型薄型力覚型触覚ディスプレイ、熱ゆらぎ発電デバイス〜

  • ◆SMA薄膜アクチュエータの設計から試作評価までを一貫して行うノウハウ、実績を保有しております
  • ◆ニーズに合わせたデバイスの設計、試作評価によりお客様の課題を解決する研究提案を致します
  • 形状記憶合金(SMA)アクチュエータの特徴

    駆動性能)大きな出力と駆動量を発揮できるアクチュエータ材料:107 [J/m3]⇒人筋肉の1000倍
    安定性)100万回以上の繰り返し駆動でも特性劣化しない
    加工自由度)一般的な金属材料同様、切削、圧延、更にスパッタリング等による薄膜加工も可能
    感温駆動 スマートマテリアル)熱を感知し駆動する特性を持つ温度センサを兼ね備えたスマートマテリアル材料
    静音、リニア駆動)加熱/冷却による相変態に基づく駆動は全くの無音でスムースなリニア駆動

    KRIの保有技術/研究実績

    SMA薄膜マイクロアクチュエータ実現に必要な技術要素
    • ●SMA薄膜の成膜、形状記憶処理まで一連のノウハウ
    • ●SMA薄膜のMEMS微細加工プロセス
    • ●SMA薄膜アクチュエータの設計ノウハウ

    試作例:SMA薄膜のMEMS微細加工に基づくマイクロアクチュエータ
    • ・通電ジュール加熱と自然放熱冷却による2方向駆動
    • ・薄膜の構成(厚さ、長さなど)や印加電圧により駆動制御可能
    • ・MEMS加工により数十μmレベルの微細化も可能

    SMA薄膜 2つの活用法

    • ◆熱駆動大変位アクチュエータ)通電等により熱を与える事で駆動する大変位マイクロアクチュエータ
    • ◆感温自律駆動アクチュエータ)外部環境温度の変化を感知して自律的に駆動するスマートマテリアル

    本技術を活用した研究提案例

    アクチュエータ応用 〜超小型力覚型触覚提示デバイス〜

    • ・指先知覚器を任意に刺激し、例えば画面に映った商品のさわり心地を再現
    • ・垂直に大きな変位と力を発生できるSMAマイクロアクチュエータアレイ
    • ・1mm程度のピッチで複数の独立駆動マイクロアクチュエータを配置

    〜微小ながん細胞を除去、捕集するマイクロ鉗子〜

    • ・複数のSMA薄膜カンチレバーから成るマイクログリッパー
    • ・電流ONで開いた手が閉じる事により微小物体を捕集・把持
    • ・内視鏡の先端に設置し、微小ながん細胞を切除、捕集

    この内容に関するお問い合わせ

    スマートマテリアル研究センター