Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Produktion im Mikro-Maßstab

27.05.2002


Immer kleiner und zugleich immer vielseitiger sollen die elektronischen und elektromechanischen "Helfer" sein, die den modernen Menschen im Alltag begleiten. Zur Entwicklung neuer, wirtschaftlich umsetzbarer Konzepte für die Mikroproduktionstechnik kann der kürzlich gestartete Bayerische Forschungsverbund Formikroprod auf ein Finanzvolumen von über fünf Millionen Euro zurückgreifen. Koordiniert wird der Verbund vom Bayerischen Laserzentrum unter der Leitung von Prof. Dr. Manfred Geiger. An drei der sieben Teilprojekte sind Lehrstühle der Universität Erlangen-Nürnberg beteiligt: der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik von Prof. Dr. Klaus Feldmann, der Lehrstuhl für Kunststofftechnik von Prof. Dr. Gottfried W. Ehrenstein und der Lehrstuhl für Sensorik von Prof. Dr. Reinhard Lerch. Zu den Partnern zählen außerdem die TU München, die Fraunhofer-Gesellschaft und mehr als 15 zumeist bayerische Unternehmen.

Am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik werden Wege gesucht, Mikrostrukturen bei elektronischen Schaltungen durch bleifreie Substanzen zu verbinden, die in einem automatisierten Prozess aufgetragen werden sollen. Ein Portalroboter, der nach dem kinematischen Stabgelenkprinzip aufgebaut ist, soll bleifreie Lospaste und Leitkleber punktuell, exakt und flexibel an den richtigen Stellen abgeben. Die Beweglichkeit dieses Roboters ist ursprünglich für einfachere Handhabungsaufgaben ausgelegt und soll nun einer hochkomplexen Systemumgebung angepasst werden, wie sie in der Elektronikproduktion die Regel ist. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wird eine Lösung angestrebt, die generell für die Flachbaugruppenfertigung tauglich ist.


Die Eignung unterschiedlicher Kunststoffe für das Laserstrahlschweißen wird gemeinsam vom Lehrstuhl für Kunststofftechnik und dem Bayerischen Laserzentrum untersucht. Für unterschiedliche, mit Füll- und Farbstoffen modifizierte Kunststoffe sollen das Durchstrahl- und Absorptionsverhalten, die Struktur im Schweißnahtbereich und die Schweißnahteigenschaften charakterisiert werden. Die Bewertung und Analyse der jeweiligen Einflussgrößen wird durch mechanische, thermoanalytische und mikroskopische Untersuchungen sichergestellt. Wenn abschließend die Zusammenhänge zwischen den verwendeten Kunststoffen bzw. Modifikationen, den jeweiligen Schweißparametern, der Anbindegeometrie und den resultierenden Bauteileigenschaften geklärt sind, lassen sich Konstruktionsrichtlinien für die Auslegung von Laserstrahlschweißnähten mit Kunststoffen erstellen.

In Fahrzeugen die Sitze zu verstellen, die Außenspiegel zu richten, die Autofenster zu öffnen und zu schließen, ist neben dem Einsatz in der Mikroproduktionstechnik als Aufgabenbereich für einen Mikroantrieb vorgesehen, der in Kooperation zwischen dem Lehrstuhl für Feingerätebau der TU München, dem Lehrstuhl für Sensorik in Erlangen und der Siemens AG entwickelt wird. Zwei Varianten, ein hochpräziser Linearantrieb und ein rotatorischer Antrieb kompakter Bauform, sollen realisiert werden. Zentrales Element beider Antriebsvarianten ist die Mikroverzahnung, die mittels modernster Lasertechnologie gefertigt wird. Damit kombiniert das Motorkonzept hohe Tragkräfte mit einem ausgezeichneten Start-Stop-Verhalten bei höchster Positioniergenauigkeit.

Die Fertigung von Mikrosystemen stellt hohe Anforderungen an die Montagetechnologie. Aus dem Bereich der Montage von Disketten-, Video und CD-ROM-Leseköpfen ist das Verfahren der Laserstrahljustage bekannt, das in den letzten Jahren am Bayerischen Laserzentrum weiterentwickelt wurde. Hiermit können vormontierte Köpfe in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt mit höchster Präzision justiert werden. Bei dieser konventionellen Laserstrahljustage, die auf dem Prinzip des Laserstrahlumformens basiert, wird die Tatsache ausgenutzt, dass in einem Werkstück infolge lokaler Erwärmung mit dem Laserstrahl plastische Formänderungen hervorgerufen werden können. Im Rahmen des Projektes soll nun ein Lösungsansatz zur Verkürzung der Justagezeiten von Mikrokomponenten untersucht werden. Dieser basiert auf dem laserinduzierten Abtragen von vorgespannten Schichten mittels kurzpulsigen Laserstrahlquellen (Nano-, Piko- und Femtosekundenlasern). Das Verfahren liefert einen Beitrag zur Steigerung der Flexibilität der Montage und dient damit der Qualitätssicherung bei gleichzeitig sehr hoher Genauigkeit.

Gertraud Pickel | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Granulare Materie blitzschnell im Bild
21.09.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln
01.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

Junge Physiologen Tagen in Jena

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

25.09.2017 | Messenachrichten

Fraunhofer ISE steigert Weltrekord für multikristalline Siliciumsolarzelle auf 22,3 Prozent

25.09.2017 | Energie und Elektrotechnik

Die Parkinson-Krankheit verstehen – und stoppen: aktuelle Fortschritte

25.09.2017 | Medizin Gesundheit