La micromécanique, également appelée MicroElectricalMechanical Systems (MEMS), est l’étude des structures et des systèmes d’ingénierie à un niveau plus petit, généralement mesuré en millimètres à microns, une unité mesurant 1 1 millionième de mètre. Les principes de la mécanique et de l’ingénierie changent à mesure que les objets deviennent plus petits, ce qui nécessite que l’échelle soit prise en compte lors de l’analyse et du développement de micro-dispositifs. La micromécanique des matériaux est l’analyse des matériaux composites au niveau de leurs constituants individuels pour prédire comment ces matériaux réagiront dans diverses conditions.
Le domaine médical, l’industrie horlogère et l’industrie automobile utilisent couramment des applications de la micromécanique. Pratiquement tous les domaines qui utilisent des produits et des systèmes d’ingénierie bénéficient de la micromécanique. Par exemple, l’étude de la micromécanique peut aider les ingénieurs à déterminer quels matériaux sont les plus sûrs pour une utilisation dans les automobiles et sont les plus résistants aux dommages causés par les forces lors d’un accident.
La base de la micromécanique est que lorsque les objets deviennent plus petits, les forces liées au volume deviennent moins importantes. Le poids et l’inertie deviennent moins préoccupants dans le monde microscopique, ouvrant de nouvelles opportunités d’ingénierie pour les petits objets et systèmes qui sont difficiles ou impossibles dans le monde macroscopique. De la même manière, les forces liées à la surface, comme le frottement et la tension superficielle, deviennent très importantes à mesure que les objets deviennent plus petits.
Les pièces micromécaniques consomment moins d’énergie, sont généralement moins chères et pèsent moins que leurs homologues de taille normale. Ces types de machines peuvent être fabriqués avec un haut degré de précision en utilisant des techniques spéciales. Par exemple, les ingénieurs peuvent utiliser l’électroérosion (EDM) pour fabriquer des pièces telles que des turbines à partir de matériaux électriquement conducteurs.
Un autre domaine d’intérêt croissant en micromécanique est l’utilisation du silicium pour créer des machines extrêmement petites en utilisant un procédé de type photographique. Ces machines sont créées déjà assemblées et entièrement fonctionnelles. Le micro-usinage de surface de silicium utilise une plaquette de silicium comme surface de motif. Une fois le motif gravé couche par couche sur la plaquette, le silicium en excès est éliminé, laissant un microcomposant fonctionnel. Le micro-usinage en vrac accomplit une tâche similaire en enlevant des parties de la plaquette de silicium, laissant une micromachine fonctionnelle déjà assemblée.
LIGA est un acronyme du mot allemand pour lithographie. La technique LIGA utilise la lithographie aux rayons X pour appliquer une image sur du polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Le PMMA est ensuite plongé dans un support de gravure pour éliminer les matériaux indésirables, laissant une micromachine.
La micromécanique des matériaux non homogènes stipule que les composites, ou les matériaux constitués de deux ou plusieurs matériaux différenciés, doivent être traités différemment des matériaux homogènes. L’homogénéisation est utilisée pour faire des prédictions sur la façon dont deux matériaux réagiront à diverses conditions sous forme composite en fonction de leurs qualités individuelles. Cela aide les micro-ingénieurs à prédire comment de petits changements dans les matériaux composites peuvent modifier la durabilité et d’autres propriétés des matériaux.