와이어방전가공

 2축 스테이지는 와이어방전가공(WED)을 사용하여 가공하도록 설계되어 있다. 와이어방전가공에서는 얇은 도선에 고전압 펄스를 부가하여 가공을 수행한다. 와이어와 가공할 부품을 (탈이온수나 파라핀과 같은) 절연성 유체 속에 담근 후에 와이어와 부품 사이에 국부적인 스파크를 유발하여 표면을 부식시킨다. 지면의 제약 때문에 이 가공방법에 대한 설명은 하지 않겠다. 다만, 최소 직경이 수십 마이크로미터에 불과한 와이어를 사용하여 형상을 가공할 수 있으며, 부품 속을 이동하는 와이어의 이송축 자우도에 의해서 가공 가능한 형상이 제한된다. 기하학적 공차와 표면조도는 전통적인 공작기계와 유사한 수준이다. 와이어방전가공은 또한 경화된 상태에서 금속을 가공할 수 있으며, 가공력이 비교적 작아서 지지구조 없이도 얇은 벽 구조물을 가공할 수 있으며, 판재를 겹쳐놓고 부품들을 동시에 가공할 수도 있다. 적절한 다듬질 가공을 시행한다면 잔류응력을 무시할 수 있으므로 피로계산 결과를 신뢰할 수 있게 된다. 또 다른 장점은 링크들 사이에서 플렉셔 요소에 과부하가 가해지는 것을 방지하기 위한 멈춤쇠의 역할을 하도록 소재 절단 시에 U자 형상을 만들어놓을 수도 있다. 이 공정의 가장 큰 단점은 비싼 장비가격과 비교적 느린 가공속도이다.
 대량생산 방식으로 플랙셔 부품의 얇은 영역을 가공하기 위해서는 노광 기반의 에칭을 고려해야만 한다. 다양한 화학적 에칭 기법(전해질 에칭, 플라즈마 에칭과 증착 그리고 MEMS 공정 등이 포함된다) 을 사용하여 플랙셔를 제작하는 사례들로는 전자기 구동기를 사용하는 자기 입출력 헤드와 콤팩트디스크 입력 헤드, MEMS  가속도계와 자이로스코프, 카메라 초점조절 및 자동초점조절기구 그리고 가상현실 센서 등이 포함된다. 이런 메커니즘들은 많은 경우 수억 개씩 제작된다. 이보다 생산량이 작은 경우에는 많은 업체들이 노광기업만을 사용하여 패턴을 에칭하여 거의 임의적 형상을 가지고 있는 얇은 금속 박막을 제장할 수 있으며, 이들 대부분이 기하학적 공차를 결정하는 종합적인 설계지침을 제공해주고 있다. 전형적으로 노광용 마스크를 제작하기 위한 비교적 소액의 비용을 지불하면 평면형 플랙셔를 제작할 수 있으며, 배치의 숫자가 증가하면 제작비용을 절감할 수 있다. 이런 상업적 공급업체들의 경우, 기하학적 가공공차는 전형적으로 에칭할 박판의 두께와 유사한 수준이며, 가공 가능한 최대 두께는 0.5~1mm로 제한된다. 다양한 소재를 사용할 수 있으며, 열처리 역시 매우 다양한 방법을 적용할 수 있다. 많은 공정들이 박판의 양면에칭방법을 사용하며, 이로 인하여 에칭된 테두리에 페더링이라고 부르는 대칭형상의 단차 프로파일이 형성된다. 박판의 두께가 0.4mm 이상이 되면 눈으로도 식별이 가능하다.
 그림 7.53에서는 금속 박판을 에칭하여 제작한 두 가지 플랙셔들을 보여주고 있다. 그림 7.53(a)의 설계는 켈트식 삼발이 형상과 유사하기 때문에 트리스켈리온 플랙셔라고 부른다. 막대의 한쪽 끝에는 구체가 부착되어 있으며, 다른 쪽 끝은 이 디스크의 중앙에 부착되어 있는 형태로 좌표 측정기용 프로브를 지지하기 위해서 사용된다. 올바르게 설계되었다면 이 플랙셔는 구체의 중앙을 통해서 전달된 힘에 대해서 동일한 선형강성값들을 갖는다. 그림 7.53(b)에서는 원통의 외경과 동심을 이루는 축선을 따라서 1자유도 직선운동을 구현하기 위해서 다이아프램 플랙셔를 사용하여 설계된 플랙셔 메커니즘의 조립도를 보여주고 있다. 이 주제에 대해서는 수많은 설계들이 발표되었다.
 에칭공정의 또 다른 유용한 특징은 박판을 부분적으로 에칭할 수 있다는 점이다. 얇은 채널을 에칭하면, 박판평면에 힌지축을 구현할 수 있으며, 대변형이 부가되는 경우, 이 채널이 박판에 대해서 절곡선으로 작용하여 손쉽게 3차원 형상으로 접힐수 있다.
 반도체 제조기법을 활용하는 MEMS 공정이 현재는 가속도계, 자이로스코스, 공진기, 원자작용력 현미경용 센서, 모터 및 기어구동기구, 광학 및 기계식 스위치 등과 같은 마이크로스케일이 플랙셔 제작에 일반적으로 활용되고 있다. MEMS 가공기법의 가장 큰 장점은 기계장치와 함께 전자회로 및 제어기를 일체화할 수 있다는 점이며, 가장 큰 단점은 투자비용이 매우 커서, 대량생산이나 고부가가치 디바이스만이 경제성을 갖는다는 점이다. MEMS 공정은 반도체 업계에서 개발되었기 때문에, 대부분의 플랙서 요소들이 다결정질 실리콘, 실리카 또는 알류미늄으로 제작된다. 플랙셔 설계와 관련된 모든 이론과 방정식들을 여기에 적용할 수 있지만, 가장 큰 차이점은 치수 단위가 줄어들면 소재의 강도가 증가하며, 자중에 의한 변형은 감소하고, 고유주파수가 상승하여 속도가 빨라진다는 것이다.
 흥미로운 점은 비록, 밀리미터 이상의 크기를 가지고 있는 플랙셔들에 대해서 최적화된 설계들에 비해서 빔들이 매우 가늘어 보이지만(자연에서도 코끼리의 다리와 거미의 다리 두께를 보면 자연스러운 일이다), 많은 MEMS 메커니즘들이 이중복합형 플랙셔 구조를 사용한다는 것이다. 유비쿼터스 분야에서 사용되는 가장 대표적인 적용 사례가 통신기기(휴대전화기)와 에어백 센서로 사용되는 MEMS 가속도계일 것이다. 트리스켈리온과 유사한 형태의 밀리미터 스케일 프로브 구조가 생산되고 있지만, 정밀기계에서는 MEMS 플랙셔 메커니즘의 활용 사례가 그리 많지 않은 편이다.