Kleinere Baugrößen für spielfreie Mikrogetriebe
Dank optimierter Fertigungsprozesse wurde die Baugröße spielfreier und leistungsfähiger Mikropositioniergetriebe weiter minimiert, mittlerweile stehen sie im Außendurchmesser von 6 mm zur Verfügung. Damit kann der Bedarf neuartiger Anwendungen mit besonderen Anforderungen an Baugröße, Gewicht und DYNAMIK gedeckt werden.
Bild 1. Die neue Baugröße 6 des >Micro-Harmonic-Drive<-Getriebes
Die Anforderungen an die Antriebstechnik haben sich in den Bereichen Weltraumtechnik, Medizintechnik oder optische Systeme weiterentwickelt, der Markt verlangt nach immer noch kleineren, leichteren und zugleich hochpräzisen, spielfreien Lösungen für Positionieraufgaben. Um diesem Bedarf zu begegnen, hat Micromotion, ein Tochterunternehmen von Harmonic Drive, das spielfreie Mikrogetriebe ›Micro Harmonic Drive‹ (MHD) weiter miniaturisiert. Es wurde eine Baugröße mit 6 mm Außendurchmesser realisiert (Bild 1).
Neben der Reduktion des benötigten Bauraums und der Verringerung der zu bewegenden Massen durch die Mikroantriebstechnik erfordern eine Vielzahl der Anwendungen die Integration zusätzlicher Funktionen. Dies bedeutet, dass Produkte für derartige Anwendungen einerseits kleiner und leichter werden und andererseits mehr leisten können müssen. Letztendlich führt dies dazu, dass die Anwendungen selbst schneller, zuverlässiger und mit höherer Präzision arbeiten, das heißt am Ende wirtschaftlicher gestaltet werden können.
Hochpräzise Herstellung metallischer Mikrozahnräder
Die MHD-Getriebe werden mithilfe des LIG-Prozesses hergestellt. Der LIG-Prozess ist ein fotolithografisches Verfahren, bei dem ähnlich wie in der Halbleiterfertigung mithilfe von hochpräzisen Masken kleinste Strukturen in einen Fotoresist übertragen werden, welche später die funktionellen Elemente darstellen [1]. Im Unterschied zur Halbleiterfertigung werden jedoch bei Micromotion nicht die Leitfähigkeitseigenschaften in kleinsten Strukturen definiert verändert, sondern es werden dreidimensionale verlorene Formeinsätze im Fotoresist erzeugt. Diese präzisen Strukturen werden in einem anschließenden Galvanikprozess durch hochfeste, nanokristalline Legierungen abgeformt und ergeben die metallischen, maximal belastbaren Mikrozahnräder.
Beim LIG-Prozess müssen im Gegensatz zur Halbleiterfertigung extrem dicke Fotoresiste belichtet werden. Deswegen wird ein besonders kurzwelliges und hochenergetisches Licht benötigt, um einerseits die erforderlichen chemischen Reaktionen in den dicken Resistschichten auszulösen und andererseits die benötigte Präzision über die Fotoresistdicke nicht durch Beugungseffekte zu beeinträchtigen. Für den LIG-Prozess sind daher Synchrotronstrahlenquellen besonders gut geeignet, bei denen Elektronenpakete fast mit Lichtgeschwindigkeit mithilfe von Magneten mit mehreren Tesla Flussdichte auf definierten Bahnen bewegt werden und dabei Röntgenlicht erzeugen. Das langwellige Spektrum liegt dabei um die 1,0 bis 1,5 nm. Die Grenzen der Auflösung werden bestimmt durch:
- die Reichweite der aufgrund der Strahlung im Fotoresist erzeugte Fotoelektronen
- die Dosisänderung über der Resistdicke
- und durch Rückstreustrahlung, welche entsteht, wenn Röntgenstrahlung auf das Trägersubstrat trifft und dabei Sekundärelektronen erzeugt ...
Hersteller
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