Para atender às demandas de acionamento preciso dentro dos sistemas de inspeção de wafers e dos sistemas ópticos de microscópios eletrônicos de varredura no campo da fabricação micro-nanoeletrônica, este estudo propõe um atuador piezoelétrico do tipo adesivo-deslizante com acionamento macro-micro-nano em múltiplas escalas. Primeiro, a estrutura do estator e do rotor do atuador e seu princípio de funcionamento foram detalhados, com otimização dos parâmetros dimensionais da estrutura do estator através do método dos elementos finitos. Em seguida, foi construído um modelo dinâmico do atuador para analisar suas características de passo. Os resultados da simulação dinâmica indicam que o atuador possui capacidade de deslocamento por passos microscópicos. Por fim, um protótipo do atuador foi fabricado e um sistema de testes foi montado para avaliar seu desempenho de saída. Os resultados experimentais mostraram que a velocidade máxima em vazio é de 20,3 mm/s, o deslocamento máximo por passo é 15,82 μm, a resolução de posicionamento alcança 70 nm e a carga máxima é 2,2 N, atendendo às demandas de acionamento em múltiplas escalas para movimento contínuo de longa faixa macroscópica, deslocamento por passo em nível micrométrico e posicionamento de alta precisão em escala nanométrica. Este estudo fornece uma base teórica e experimental importante para a aplicação de atuadores piezoelétricos do tipo adesivo-deslizante no acionamento de diafragmas dentro de sistemas ópticos de microscópios eletrônicos de varredura e em plataformas de inspeção de wafers.

Atuador piezoelétrico adesivo-deslizante;Multi-escala;Posicionamento preciso;Modelagem dinâmica