So werden Airbags zehnmal schneller gezündet

Leipziger Zulieferer-Messe „Z 2004“: Chemnitzer Forscher präsentieren „explosives“ Sensor-Aktor-System für mehr Sicherheit im Crashfall und weitere Mikrotechnologien fürs Auto

Wissenschaftler des Zentrums für Mikrotechnologien der TU Chemnitz forschen an Anwendungen der Mikrosystemtechnik, die auch im Auto zum Einsatz kommen. Links im Bild: Prof. Dr. Thomas Geßner, Leiter des ZfM (Foto: Zentrum für Mikrotechnologien).
Immer mehr winzige Helfer sorgen heute in Fahrzeugen für ein Mehr an Komfort und Sicherheit. Mit einem Mikrochip in einem Sensor-Aktor-System, der Airbags im Crashfall bis zu zehnmal schneller aufbläst, haben Chemnitzer Wissenschaftler im Rahmen des Verbundvorhabens „Integrierter busfähiger Anzünder“ (IBA) nun eine besonders innovative Komponente für Anwendungen der Mikrosystemtechnik im Automobilbau entwickelt. Vorgestellt wird der neuartige Anzünderchip, der am Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM) der Technischen Universität Chemnitz entwickelt wurde, auf der Zulieferer-Messe „Z“, die vom 22. bis 26. Juni 2004 in Leipzig stattfindet. Im Mittelpunkt der „Z“ stehen Zulieferungen für die Automobilindustrie und für den Anlagen-, Maschinen- und Werkzeugbau.

Die Airbag-Anforderungen in Automobilen sind hoch: In wenigen Hundertstelsekunden müssen sie im Crashfall aufgeblasen sein, um die Insassen bestmöglich zu schützen. Auf der Leipziger Zulieferer-Messe „Z“ wird die neuartige Komponente für Airbag-Systeme im Rahmen der Fachausstellung „Mikrosystemtechnik für die Fahrzeugindustrie“ am Stand E 73, Halle 2, Neues Messegelände, vorgestellt. Diese Systeme bestehen im Wesentlichen aus einem Beschleunigungssensor, der als Crashdetektor im Falle eines Unfalls blitzschnell das Signal an die Fahrzeugelektronik und diese dann an den Anzünderchip übermittelt. Dieser Siliziumchip ist mit einer Hafniumhydridschicht – kurz: mit einer Art Sprengstoff – überzogen und wirkt als Aktor, indem er explosionsartig weitere pyrotechnische Ladungen zündet. „Der Vorteil dieser neuen Technologie ist, dass deutlich Energie und Zeit eingespart werden“, erläutert Prof. Dr. Thomas Geßner, Leiter des ZfM der TU Chemnitz und der Abteilung Micro Devices and Equipment Chemnitz des Fraunhofer IZM. „Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen kann eine solche Kettenreaktion in bis zu einem Zehntel der Zeit und mit bis zu einem Hundertstel an Energie in Gang gesetzt werden.“

Die von Professor Dr. Thomas Geßner geleiteten Einrichtungen arbeiten auf den Gebieten der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik und winzige Siliziumchips gehören zum Tagesgeschäft. Auf deren Basis entwickeln die 65 Wissenschaftler komplette Mikrosysteme sowie Fertigungs- und Simulationsverfahren für mehr Komfort, Sicherheit und Sauberkeit im Auto. Dazu zählt ebenso ein Hightech-Sensorchip, der auf Grund einer speziellen Titanoxidbeschichtung sofort anschlägt, wenn sich die Anteile an Kohlenmonoxid, Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen im Abgas nur um wenige Millionstel ändern. Arbeitstemperaturen von bis zu 450 Grad Celsius sind kein Problem für den Sensor.

Ein weiteres Beispiel ist eine Technologieentwicklung zur Strukturierung von Silizium, die es ermöglicht, winzige bewegliche Strukturen herzustellen. Mit diesen „beweglichen Massen“ können Beschleunigungen, Kreisbewegungen, Neigungen und Vibrationen gemessen werden. In der Kombination mit Mikroarrays entstehen so Detektoren, die einfacher und kostengünstiger arbeiten als bislang vorwiegend eingesetzte Aufnehmer. Mit der neuen Technologie erschließt sich ein breites Feld, um beispielsweise den Verschleißzustand von Motoren, Maschinen und Anlagen zu messen.

Bei ihren Forschungsaktivitäten, die sich oft auf die Kombination von Silizium-Mikromechanik mit traditioneller Feinwerktechnik konzentrieren, arbeiten die Wissenschaftler mit zahlreichen kompetenten Industriepartnern zusammen. Sowohl große internationale Konzerne als auch kleine und mittelständische Unternehmen gehören zu den Auftraggebern.

Weitere Informationen geben Prof. Dr. Thomas Geßner, TU Chemnitz, Zentrum für Mikrotechnologien, 09107 Chemnitz, Telefon (03 71) 5 31 – 31 30, Fax (03 71) 5 31 – 31 31, E-Mail thomas.gessner@zfm.tu-chemnitz.de oder Mario Baum, Telefon (03 71) 53 97 – 9 26, E-Mail mario.baum@zfm.tu-chemnitz.de