Year 2019, Volume 7, Issue 3, Pages 1151 - 1161 2019-07-31

Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı
3D Printed Capacitive Pressure Sensor with Corrugated Surface

Yiğit Dağhan GÖKDEL [1] , Baykal Sarıoğlu [2]

11 32

Geleneksel olarak, sığal basınç algılayıcıları paralel plaka düzlemsel kondansatörlerin bir plakasını ince diyafram olarak kullanmaktadır.  Bu çalışmada yeni nesil, kulan-at özelliğine sahip, üç boyutlu yazıcı ile üretilmiş ve yüzeyi alanı arttırılmış şeffaf polimer bir sığal basınç algılayıcı yapısı sunulmuştur. Önerilen yapı düzlemsel bir sığaç özelliklerine sahip olup, üst ve alt olmak üzere iki plakadan oluşmaktadır. Plakaların iç yüzeylerinin topolojisi değiştirilerek algılayıcının yüzey alanı arttırılmıştır. Önerilen bu cihaz, Polyjet Connex3 Objet260 üç boyutlu yazıcı kullanılarak VeroClear malzemesinden üretilmiştir. 3B yazıcı ile oluşturulan ve şeffaf termoplastik malzeme ile üretilen algılayıcı parçaları, kullanılan malzemenin yapısı itibarıyla iletken değillerdir. Söz konusu cihaza tozutma prensibi kullanılarak önce 40 nm kalınlığında ince film krom daha sonra ise 115 nm kalınlıktaki altın malzeme kaplanmış ve böylelikle yapıya iletkenlik kazandırılmış; düzlemsel sığaç yapısının alt ve üst metal yüzeyleri oluşturulmuştur. Üretilen algılayıcının boyutları 11x11x4,6 mm3’dür. Nominal değeri 2,7 pF olan cihaza deneyler esnasında en yüksek 8,88 kPa kadar çeşitli basınç değerleri uygulanmıştır. Cihazın azami 4,3 pF sığa değeri aldığı ölçülmüştür. En yüksek hassasiyet değeri ise 0,14 pF / kPa olarak hesaplanan algılayıcının, basınç ölçümlerinde başarı ile kullanılabileceği gösterilmiştir.

Sığa, Basınç Algılayıcı, 3B Baskı
  • [1] Bustillo J.M., Howe R.T., Muller R.S., “Surface micromachining for microelectromechanical systems”, Proc. IEEE, Vol. 86, Sayı 8, 1552-1574, 1998.
  • [2] Petersen K.E., “Silicon as a mechanical material”, Proc. IEEE, Vol. 70, Sayı 5, 420-457, 1982.
  • [3] Guckel H., “High-aspect-ratio micromachining via deep X-ray lithography”, Proc. IEEE, Vol. 86, Sayı 8, 1586-1593, 1998.
  • [4] Bertsch A., Lorenz H., Renaud P., “3D microfabrication by combining a microstereolithography and thick resist UV lithography”, Sens. Actuators A-Phys., Vol. 73, Sayı 1-2, 14-23, 1999.
  • [5] Han M., Lee W., Lee K., Lee S.S., “3D microfabrication with inclined/rotated UV Lithography”, Sens. Actuators A-Phys., Vol. 111, Sayı 1, 14-20, 2004.
  • [6] Shemelya C. “3D printed capacitive sensors”, IEEE Sensors, 1-4, 2013.
  • [7] Zhao C., Wang C., Gorkin R., Beirne S., Shu K., Wallace G.G., “Three dimensional (3D) printed electrodes for interdigitated supercapacitors”, Electrochem. Commun., Vol. 41, 20-23, 2014.
  • [8] Ishiguro Y., Poupyrev I., “3D printed interactive speakers”, ACM Conference on Human Factors in Computing Systems, 1733-1742, 2014.
  • [9] Thiele S., Arzenbacher K., Gissibl T., Schmidti S., Gross H., Giessen H., Herkommer A.M., “Design, simulation and 3D printing of complex micro-optics for imaging”, Conference of Optical MEMS and Nanophotonics, 1-2, 2016.
  • [10] Walczak R., “Application of Inkjet 3D Printing in MEMS Technique”, 2018 25th International Conference of Mixed Design of Integrated Circuits and System (MIXDES), Gdynia, 2018, pp. 121-124.
  • [11] Dahle R. and Rasel R., “3-D Printing as an Effective Educational Tool for MEMS Design and Fabrication”, in IEEE Transactions on Education, vol. 59, no. 3, pp. 210-215, Aug. 2016.
  • [12] G. Aspar, B. Goubault, O. Lebaigue, J-C. Souriau, G. Simon, L. Di Cioccio, Y. Bréchet., “3D Printing as a New Packaging Approach for MEMS and Electronic Devices”, 2017 IEEE 67th Electronic Components and Technology Conference (ECTC), Orlando, FL, 2017, pp. 1071-1079.
  • [13] Chen J., Yang J., and Zuo T., “Micro Fabrication with Selective Laser Micro Sintering”, 2006 1st IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, Zhuhai, 2006, pp. 426-429.
  • [14] Wu S., Yang C., Hsu W., Lin L., “3D-printed microelectronics for integrated circuitry and passive wireless sensors”, Microsystems & Nanoengineering, 1, 15013, 2015.
  • [15] Zhu C. et al., “3D printed functional nanomaterials for electrochemical energy storage”, NanoToday, Vol. 15, 107-120, 2017.
  • [16] Tanwilaisiri A. et al., “Design and fabrication of modular supercapacitors using 3D printing”, Elsevier Journal of Energy Storage, Vol. 16, 1-7, 2018.
  • [17] Gokdel Y.D. et al., “Self-terminating electrochemical etching of stainless steel for the fabrication of micro-mirrors”, J. Micromach. Microeng., Vol. 20, 095009, 2010.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0003-4634-4733
Author: Yiğit Dağhan GÖKDEL
Institution: İSTANBUL BİLGİ ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-7433-3823
Author: Baykal Sarıoğlu (Primary Author)
Country: Turkey


Dates

Publication Date: July 31, 2019

Bibtex @research article { dubited506583, journal = {Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2446}, address = {Duzce University}, year = {2019}, volume = {7}, pages = {1151 - 1161}, doi = {10.29130/dubited.506583}, title = {Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı}, key = {cite}, author = {GÖKDEL, Yiğit Dağhan and Sarıoğlu, Baykal} }
APA GÖKDEL, Y , Sarıoğlu, B . (2019). Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7 (3), 1151-1161. DOI: 10.29130/dubited.506583
MLA GÖKDEL, Y , Sarıoğlu, B . "Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 (2019): 1151-1161 <http://dergipark.org.tr/dubited/issue/46290/506583>
Chicago GÖKDEL, Y , Sarıoğlu, B . "Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 (2019): 1151-1161
RIS TY - JOUR T1 - Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı AU - Yiğit Dağhan GÖKDEL , Baykal Sarıoğlu Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.29130/dubited.506583 DO - 10.29130/dubited.506583 T2 - Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1151 EP - 1161 VL - 7 IS - 3 SN - -2148-2446 M3 - doi: 10.29130/dubited.506583 UR - https://doi.org/10.29130/dubited.506583 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Duzce University Journal of Science and Technology Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı %A Yiğit Dağhan GÖKDEL , Baykal Sarıoğlu %T Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı %D 2019 %J Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2446 %V 7 %N 3 %R doi: 10.29130/dubited.506583 %U 10.29130/dubited.506583
ISNAD GÖKDEL, Yiğit Dağhan , Sarıoğlu, Baykal . "Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 / 3 (July 2019): 1151-1161. https://doi.org/10.29130/dubited.506583
AMA GÖKDEL Y , Sarıoğlu B . Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı. DUBİTED. 2019; 7(3): 1151-1161.
Vancouver GÖKDEL Y , Sarıoğlu B . Üç Boyutlu Baskı Metodu ile Üretilmiş Dalgalı Yüzeyli Sığal Basınç Algılayıcı. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; 7(3): 1161-1151.