Note
Ce chapitre donne un aperçu rapide des propriétés des
éléments piézoélectriques et de leurs applications.
Pour plus d'informations, voir “Fondamentaux de la Piézoélectricité”
début à la p.
see link.
Les actuateurs
à empilement sont les plus usités
et peuvent générer les forces les plus élevées. Certains modèles
ont des déplacements jusqu'à 500 µm. Pour protéger la
céramique piézo
de l'environnement externe destructeur, ils sont
souvent fournis dans un
boîtier métallique avec un ressort de précharge intégré absorbant
les forces de traction.
Les actuateurs
piézos à tube exploitent la direction de
contraction radiale, et sont souvent utilisés dans les microscopes à
balayage et dans les micropompes.
Les actuateurs à flexion et
bimorphes atteignent des déplacements dans la gamme
du
millimètre (malgré leur taille compacte) mais avec une
génération de force relativement faible (quelques newtons).
Les éléments
à cisaillement utilisent la composante de
cisaillement de l'effet piézo inverse et permettent d'obtenir des déplacements longs et
des forces élevées.
Pour plus d'informations, voir pp.
see link .
Les actuateurs piézos guidés (de 1 à 6
axes )
sont des nanopositionneurs complexes avec
des éléments piézos intégrés et des
articulations sans frictions (flexions) dans la masse. Ils sont utilisés
pour répondre aux exigences
suivantes :
- Un déplacement extrêmement rectiligne
et plat, ou un déplacement
multi-axe avec des exigences de précision dans la gamme subnanométrique ou
submicroradian.
Isolation
de l'actuateur des forces et des couples de
torsion externes, protection contre l'humidité et les particules extérieures.
De tels systèmes incorporent souvent une amplification à
levier de jusqu'à 20 fois le déplacement de
l'élément piézo, résultant en un déplacement de plusieurs
centaines de µm.
Les piézomoteurs
sont utilisés quand des gammes de
déplacement même plus longues sont nécessaires. Les piézomoteurs
peuvent être divisés en deux catégories principales:
Moteurs
Ultrasoniques (Fig. 2a)
Moteurs Piézo-Walk® (Fig.
2b)
Le déplacement des piézomoteurs ultrasoniques
est basé sur la friction entre des pièces oscillantes avec des amplitudes microscopiques. Les
moteurs ultrasoniques linéaires sont très compacts et
peuvent atteindre des vitesses élevées, combinées avec des résolutions
de 0,1 µm ou meilleures. Les moteurs rotatifs se caractérisent par
des couples de torsion élevées même à faible vitesse de
rotation.
Les éléments linéaires
Piezo-Walk® (voir.
see link ff.) permettent
un positionnement de précision avec des forces de maintien élevées (jusqu'à
des centaines de newtons) à des vitesses modérées et des résolutions
dans la gamme subnanométrique.
Tous ces systèmes se bloquent automatiquement lors d'une mise hors
tension.
SUITE
