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Die Mikrosystemtechnik gilt als eine wichtige Schlüsseltechnologie für das nächste Jahrhundert. Doch noch steht die industrielle Produktion von Mikrosystemen - bis auf einige wenige Ausnahmen - erst am Anfang. Der Grund: Es fehlen geeignete Fertigungstechnologien, mit deren Hilfe die oft nur einige hundert Nanometer kleinen Bauteile sortiert, exakt positioniert und montiert werden können. Auf der Productronica in München (9.-12. November) stellen Fraunhofer-Forscher neue Technologien vor, mit denen Mikrosysteme flexibel und wirtschaftlich produziert werden können.
In der Medizintechnik und Automobilindustrie sind sie längst bekannt: Mikrosysteme - kleinste Elemente, die elektronische, mechanische oder optische Funktionen zusammenfassen. Sie helfen, Chirurgen Endoskope zu bedienen, oder lösen beim Autounfall den Airbag aus. Aber auch für andere Bereiche haben Wissenschaftler schon viele mikrotechnische Prototypen entwickelt. Da jedoch geeignete Produktionstechniken für Mikrosysteme fehlen, werden die wissenschaftlichen Ergebnisse nur schleppend in marktfähige Produkte umgesetzt.
Ein großes Problem bei der Serienproduktion von Mikrosystemen ist die Handhabung und Zuführung der winzigen Bauteile. Beispiel: Dichtungsringe für Mikrosysteme in Tintenstrahldruckern oder Inhalationsgeräten. Die winzigen Dichtungsringe werden als Schüttgut angeliefert. Da sie jedoch sehr klebrig sind, ist es schwierig, die Ringe zu vereinzeln. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena haben nun ein System entwickelt, das die Dichtungsringe automatisch voneinander trennt: Eine Walze verformt die flexiblen Dichtungen leicht und verschiebt sie gegeneinander. Die verklebten Ringe lösen sich und können nun einzeln weiterverarbeitet werden.
Neben Zuführsystemen werden aber auch neue Verfahren und Anlagen zur exakten Montage der winzigen Bauteile benötigt. Das IOF bietet ein leistungsfähiges Positioniersystem an, das Mikrosysteme automatisch montiert. Nach einem Einlernprozeß baut das System zum Beispiel Mikrolinsen auf den Mikrometer genau in Gehäuse ein: Ein kleiner Greifer positioniert zunächst das Gehäuse. Dann wird die Mikrolinse montiert, richtig justiert und mit dem Gehäuse verbunden. »Das System ist modular aufgebaut und kann an verschiedene Montageaufgaben angepaßt werden«, erläutert Dr. Ramona Eberhardt, Gruppenleiterin Mikromontage des IOF, das System. Das Gerät wird bereits zur Produktion von Kleinserien für die Industrie eingesetzt.
Im Maschinen- und Anlagenbau hat die Mikrosystemtechnik bisher kaum Fuß gefaßt: »Es gibt keine Mikrosysteme, die den Anforderungen des Maschinenbaus entsprechen - Systeme in kleinen und mittleren Stückzahlen zu akzeptablen Preisen. Das ist bisher das größte Hemmnis«, bringt Johann Dorner, Leiter der Abteilung Mikroproduktion am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, das Problem auf den Punkt. Deshalb hat das IPA gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM und dem Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau VDMA ein Baukastensystem für modulare Mikrosysteme speziell für die Anforderungen der Maschinen- und Anlagenbauer entwickelt. Im Herstellerbaukasten befinden sich elektronische Bauteile (Sensoren, Aktoren, etc.) und im Anwenderbaukasten die anwenderspezifischen Teile wie Stecker und Gehäuse. Mit diesen Modulen können komplexe Mikrosysteme zusammengestellt werden. Der Baukasten verbindet die Maschinenhersteller mit den Herstellern von mikrotechnischen Komponenten. So können sie direkt Einfluß auf die Gestaltung der benötigten Mikrosysteme nehmen. Auf diese Weise könnten etwa 80 Prozent der Individuallösungen aus Standardbauteilen aufgebaut werden.
Weitere innovative Lösungen präsentieren Forscher der Fraunhofer-Institute auf dem Themenstand »Produzieren von Mikrosystemen und Elektronik-Bauteilen« in Halle B6, Stand 405.
Birgit Niesing
Ansprechpartner:
Dr. Ramona Eberhardt
Telefon 0 36 41/ 8 07-3 12, Telefax 0 36 41/8 07-6 04
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
Schillerstraße 1, D-07745 Jena
email: eberhard@iof.fhg.de
Johann Dorner
Telefon 07 11/9 70-12 77 Telefax 07 11/ 9 70- 10 07
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstraße 12, D-70569 Stuttgart
email: jod@ipa.fhg.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Maschinenbau, Wirtschaft
überregional
Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
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