Protótipo do Motor Ultra-sônico com Cerâmicas à 90°
Para se construir um protótipo para esse motor foi usada (com a ajuda de outros alunos do departamento) a técnica de litografia. Sua construção foi realizada no Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS) em Campinas, que é um laboratório de micro-fabricação, usando a técnica de litográfica descrita nos fundamentos teóricos.
O protótipo construído foi feito na escala 1:4 com o motor original. Esse protótipo foi construído em uma chapa de cobre de 150 mícrons de espessura. Esse protótipo já construído está mostrado na figura abaixo. Note que foi colocada uma moeda de um centavo ao lado do protótipo para evidenciar suas dimensões.
Foto da estrutura do protótipo construído.
Em seguida, para se montar o motor, foram adicionadas as cerâmica piezelétricas e uma estrutura de acrílico como base de sustentação (fixada com cera de abelha), como mostra o desenho e a figura abaixo. Para construção, montagem e testes experimentais desse protótipo, contou-se com a ajuda do professor Ricardo Ibrahim Cury e do aluno de mestrado Vitório Arrivabeni Longo de Almeida.
Desenho de projeto do protótipo, à esquerda, e foto do protótipo construído, à direita.
Para se simular o protótipo foi usada uma fonte de 1000V e um microscópio acoplado a uma câmera (mostrado na figura abaixo) do Laboratório e Microeletrônica (LME) do Departamento de Engenharia Elétrica da Escola Politécnica.
Microscópio usado para obtenção dos resultados.
Assim, foram obtidas várias imagens e vídeos do movimento da ponta do protótipo sujeito a uma excitação de onda quadrada. Logo abaixo são mostradas algumas fotos dessa simulação experimental e um vídeo.
Vídeo gravado do movimento do protótipo:
Clique aqui para assistir o vídeo
(Obs: o vídeo tem 2 partes: a primeira de 3.5s no sentido anti-horário de movimento e a segunda de 3.5s no sentido horário).
Através do vídeo obtido do microscópio e do valor de sua ampliação (no caso 100x) foi possível estimar o deslocamento máximo que ocorre na ponta do estator. Esse deslocamento é aproximadamente 1,5 mícrons.