Miniaturisierung spart Energie
Grundkonzept NED-Inchworm-Motor: Blöcke von Aktuatoren auf beiden Seiten eines Vorschubelementes, können dieses in der Ebene nach oben oder unten schieben. Klemmung erfolgt hier elektrostatisch Quelle: Fraunhofer IPMS
Neue Entwicklungen in der Industrie- und Produktionskontrolle. Die vom Dresdner Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS entwickelten mikromechanischen Systeme unterstützen die fortlaufende Miniaturisierung von Bauelementen und Geräten, ohne die kaum eine wachstumsstarke technische Branche mehr auskommt.
Die neuesten Entwicklungen des Instituts in der Industrie- und Produktionskontrolle werden aktuell auf der Fachmesse für Industrie-Automation ›all about automation‹ am 28. und 29. September in Chemnitz präsentiert. Eines der diesjährigen Forschungshighlights am Messestand des Instituts sind Mikropositionierplattformen, also Systeme, bei denen eine definierte, meist zentral angeordnete Fläche hochgenaue Lateral-, Dreh-, Kipp- oder Hubbewegungen sowie Kombinationen dieser ausführen kann. Dafür entwickelte das Fraunhofer IPMS elektrostatische Biegewandler. Der Antrieb beruht dabei auf Nanoscopic Electrostatic Drives, kurz NED. Dahinter verbirgt sich ein neuartiges mikro-elektro-mechanisches Aktor-Prinzip. Damit sind bei hoher Mikro-Positioniergenauigkeit große Auslenkungen mit geringen Steuerspannungen realisierbar und dabei ein äußerst geringer Energiebedarf möglich. Ein alternativer indirekter Antrieb erfolgt in Form des ›Inchworm‹-Prinzips, mit dem präzise größere Stellwege möglich sind. Anwendungen der Mikropositionierplattformen finden sich beispielsweise bei der aktiven und präzisen Positionierung von Systemkomponenten in der Probenplatzierung. Weitere Anwendungsgebiete umfassen die optische Analytik für besonders flache und mobile Mikroskopiesysteme, hochpräzise optische Aufbauten oder medizinische Instrumente wie Mikro-Endoskopen oder die Fokuslinse im Laserskalpell.
»Neben der Mikropositionierplattform stellen die Forschenden des Fraunhofer IPMS noch weitere Innovationen des Instituts vor. So befindet sich an unserem Stand ein Demonstrator zur Nahinfrarot-Spektralanalyse, welcher die berührungsfreie Analyse und Erkennung weißer Pulver, wie Salz, Zucker, Stärke oder Mehl, veranschaulicht«, erklärt Sandra Maria Stumpe, Eventmanagerin des Fraunhofer IPMS. Das System ermöglicht dabei die zuverlässige Erkennung und Zuordnung verschiedenster visuell ähnlich erscheinender Substanzen. Die zugrundeliegenden Bauelemente können aufgrund ihrer Miniaturisierung und Energieeffizienz auch für den mobilen Einsatz genutzt werden. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise bei der Frischprüfung von Lebensmitteln, der Stoffanalyse in der Pharmazie und Industrie, oder der Boden- oder Reifeanalyse in der Landwirtschaft.
Weitere Informationen zu den Forschungen des Instituts können Interessierte auch in einem digitalen Showroom entdecken. Dieser ist online sowie am Messestand #1-213 verfügbar.
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS
01109 Dresden