Nhiều chi tiết bằng nhựa rẻ là nhờ có thể gia công hàng loạt. Cơ chế này cũng phù hợp với các kim loại có thể gia công đúc ép đùn ở dạng bột. Ví dụ, có thể chế tạo hàng loạt các thiết bị phản ứng mini bằng thép không rỉ để phát hiện vi sinh vật hoặc chất lỏng vô trùng.
Một xu thế nổi bật trong công nghệ sinh học, phân tích hóa học và công nghệ phản ứng là sử dụng các thiết bị di động, nhỏ, hiệu quả và giá rẻ. Chi phí của các cấu phần kim loại phức tạp như vậy có thể được giảm xuống khi sản xuất với khối lượng lớn. Quy trình sản xuất hàng loạt rất thành công khi áp dụng với nhựa có khả năng đúc được, tuy nhiên lại rất khó áp dụng khi sản xuất với kim loại.
Các tính chất của vật liệu như độ dẫn nhiệt, dẫn điện cao, khả năng chịu nhiệt, chịu hóa chất tốt và khả năng tái chế chi tiết rất lý tưởng để sản xuất thiết bị phản ứng mini, tuy nhiên, độ cứng và điểm nóng chảy cao đã hạn chế khả năng sử dụng phương pháp gia công này đối với kim loại; Phương pháp gia công dập chỉ áp dụng được để gia công các chi tiết hình học đơn giản; các chi tiết có cấu trúc phức tạp thường chỉ có thể tạo ra bằng phương pháp tiện, phay hoặc khoan. Từng chi tiết một phải gia công thủ công và không tránh khỏi tổn hao nguyên vật liệu.
Phương pháp gia công đúc phun bột kim loại là kỹ thuật sử dụng các ưu thế của quy trình gia công nhựa phù hợp. Tại Viện Vật liệu Tiên tiến và Chế tạo Fraunhofer (IFAM) ở Bremen, CHLB Đức, các nhà khoa học đã cải tiến quy trình này để sản xuất các chi tiết vi cơ học và vi chất lỏng đạt tới giai đoạn sản xuất thử. Theo Natalie Salk thuộc Phòng Vi kỹ thuật, tùy thuộc vào dạng hình học và loại hình xử lý tiếp theo, các nhà khoa học đã có thể sản xuất một lúc 500 chi tiết với chi phí hạ so với phương pháp thông thường. Ngoài ra, quy trình này tạo khả năng linh động hơn trong thiết kế.
Quy trình mới như sau: phối trộn bột kim loại với chất kết dính và ép đùn khối vật liệu dạng bột nhão này giống như đúc nhựa. Trong giai đoạn tiếp theo, chi tiết được gia nhiệt dần dần trong môi trường khí trơ. Chất kết dính sẽ phân hủy và thoát ra.Ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy, các hạt kim loại bột thiêu kết; chi tiết trở nên chắc đặc và đạt 99% tỷ trọng tối đa.
Theo phương pháp này, thiết bị phản ứng mini bằng thép không rỉ đã được sản xuất và phủ một lớp titan điôxyt. Với sự cộng tác của Viện Kỹ thuật Gia công Môi trường của trường Đại học Bremen và Hãng Q-Bioanalytic ở Bremenhaven, các nhà khoa học của IFAM đã chứng tỏ các thiết bị phản ứng mini này có hiệu quả bất hoạt các mầm bệnh khi được chiếu tia cực tím. Vì vậy, có thể sử dụng thiết bị này trong lĩnh vực lọc nước.
Loại thiết bị thứ hai sẽ phát hiện được chủng loại và số lượng vi sinh vật gây bệnh có trong chất lỏng. Mục đích là đạt thời gian xác định chưa đến 5 phút (các dụng cụ phòng thí nghiệm thông thường hiện nay cần đến 1,5 giờ để phát hiện vi sinh vật gây bệnh).
(Tech Monitor, 6/2005)
****************