Para atender às exigências de acionamento preciso no sistema de inspeção de wafers e no sistema óptico do microscópio eletrônico de varredura no campo da manufatura micro e nanoeletrônica, este estudo propõe um atuador piezoelétrico do tipo aderência-deslizamento com acionamento em múltiplas escalas macro-micro-nano. Primeiramente, são detalhados o projeto da estrutura do estator e rotor do atuador e seu princípio de funcionamento, otimizando-se os parâmetros dimensionais da estrutura do estator por meio do método de simulação por elementos finitos. Em seguida, construiu-se o modelo dinâmico do atuador, analisando-se suas características de passo. Os resultados da simulação dinâmica indicam que o atuador possui capacidade de deslocamento por passos microscópicos. Por fim, foi fabricado um protótipo do atuador e montado um sistema de testes para avaliação do desempenho de saída. Os resultados experimentais mostraram que a velocidade máxima sem carga do atuador é de 20,3 mm/s, o deslocamento máximo por passo é de 15,82 μm, a resolução de posicionamento chega a 70 nm, a carga máxima é de 2,2 N, podendo atender às demandas de acionamento em múltiplas escalas para movimento contínuo de grande curso macro, deslocamento incremental micrométrico e posicionamento nanométrico de alta precisão. Este estudo fornece uma base teórica e experimental importante para a aplicação de atuadores piezoelétricos do tipo aderência-deslizamento no acionamento da lâmina do diafragma dentro do sistema óptico do microscópio eletrônico de varredura e em plataformas de inspeção de wafers.

atuador piezoelétrico do tipo aderência-deslizamento;multi-escala;posicionamento preciso;modelagem dinâmica