[논문]미세 유체기계의 설계 및 제작 기술

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성재용 (순천대학교 기계자동차공학부)

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경우에 따라서는 특성길이가 분자의 평균자유행로(mean free path)와 비슷해지면 통상적인 연속체 가정에 의한 Navier-Stokes 방정식이 성립하지 않으므로 새로운 해석과 접근방법이 필요하다. 미세 유체기계의 설계 및제작은 이러한 미소 유체역학(microfluidics)에 대한 이해와 MEMS 제작 공정에 대한 이해를 바탕으로 이루어질 수 있기 때문에 미세 유체기계의 제작기술로서 MEMS 공정을 살펴보고 미세 유체의 제반 현상과 이를 활용한 유체의 구동 및 응용설계 사례를 살펴보고자 한다.

따라서 동력기관도 마이크로 크기로 줄어들어야 한다. 이러한 미세 크기의 터빈은 아직 개발단계에 있으나 그림 7과 같이 2 차원 MEMS 가공기술로 구현한 터빈 블레이드의 제작이 시도되었다. 미세 터빈 기술은 여러 개의 부품이 복합적으로 결합되어야 한다는 것과 회전부가 있어 이를 지지할 베어링을 설계해야 하는 등 많은 문제점들을 가지고 있다.

이러한 미세 유체기계는 반도체공정을 응용한 기계가공 기술인 MEMS(micro electo mechanical system) 기술을 이용하여 제작한다. MEMS 기술은 기계 부품의 경박단소화를 통해 첨단제품의 다기능화, 고성능화, 고밀화, 대용량화, 저 전력소모화, 가격 저렴화는 물론 새로운 개념의 고부가가치 시스템을 창출할수 있어 21세기 핵심기술로 주목받고 있다.

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