Weltneuheit für das Justieren von Hightech-Systemen

Neuartige piezokeramische Aktoren versus Unterlegscheiben

Ringe und Scheiben aus Piezokeramik verdrängen Nivellier- und Passscheiben aus optischen Systemen und Anlagen in der Präzisionsfertigung. Viel zu zeitaufwendig und teuer sei es, so die Entwickler von PI Physik Instrumente, mit klassischen „Shims“-Anlagen hochgenau zu justieren. Die Weltneuheit wird erstmals am 25. Juni auf der Kongressmesse ACTUATOR 2018 für Forschung an neuen Aktoren und ihre Anwendungen in der Messe Bremen vorgestellt.

Auf Maß geschliffene Unterlegscheiben durch variabel einstellbare, langzeitstabile Piezoaktoren zu ersetzen, klingt verlockend. Doch kann es sich wirklich rechnen, anstelle von einfachen Shims Hightech-Komponenten zu verwenden? Dr. Mathias Bach, Leiter des Produktbereichs Piezosysteme bei Physik Instrumente, bejaht das. Er begründet dies mit der drastischen Reduktion von Stillstandzeiten bei eminent teuren Anlagen, die aufgrund von Änderungen im Spannungsregime oder durch Setzungserscheinungen im strukturellen Aufbau wiederholt justiert oder nachjustiert werden müssen – Anlagen, die typisch sind in der Halbleiterindustrie und in der optischen Präzisionsfertigung, aber auch in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Lasertechnologie. „Passscheiben und Passringe müssen auf wenige Mikrometer genau geschliffen und mithilfe messtechnischer Systeme müssen diejenigen ausgewählt werden, die exakt das richtige Dickenmaß aufweisen“, betont Dr. Mathias Bach.

Mit den neuen „PI Rest“-Aktoren läuten die Karlsruher eine innovative Ära des Justierens ein: die intelligente Hightech-Justierung. Die passiven Shims weichen elektrisch aktivierbaren „Piezo-Shims“, die für die Justierung nur kurzzeitig an einen von PI entwickelten systemkonformen Kontroller angeschlossen und auf ihr Sollmaß gebracht werden. Während der Ansteuerung dehnen sich die keramischen Elemente um einige Mikrometer aus oder schrumpfen. Nach dem Erreichen der gewünschten Dicke kann der Aktor wieder vom Kontroller getrennt werden. Dr. Bach: „Oft setzt dieser Prozess noch nicht einmal das Lösen der Verschraubung voraus, da die Aktoren mittels einer Tellerfeder als Unterlage am Schraubenkopf eingebaut werden.“

Die neuartigen Aktoren können auch fest verdrahtet in Systeme integriert werden, wodurch sie für das Justieren oder Nachjustieren lediglich mithilfe einer Steckverbindung an die Steuereinheit angeschlossen werden müssen. Wo im laufenden Prozess jedoch oft gemessen oder nachgeregelt werden muss, kommt sogar die Integration der Aktoren und des Kontrollers über Bus-Knoten in die Anlagensteuerung in Betracht. „Dadurch“,
so Dr. Bach, „verkürzt sich der Mess- und Justierzyklus auf wenige Minuten.“ Hier liegt also das Potenzial der Investition in die Hightech-Scheiben.

Für das Justieren von optischen Systemen und lithografischer Prozesstechnik in der Chipfertigung, aber auch von Weltraumteleskopen, beginnt mit den „Hightech-Unterlegscheiben“ ein neues Zeitalter. Physik Instrumente ist außerdem in der Lage, die neue PI Rest-Technologie mit der PICMA-Technologie zu Hybridaktoren zu kombinieren, die über die statische Justierung hinaus noch aktive Schwingungskompensationen oder andere nanometer-genaue Bewegungen vornehmen können.

Der neue Aktor ist zweifellos eines der vielen Highlights, die auf der weltweit anerkannten Kongressmesse ACTUATOR von Montag bis Mittwoch, 25. bis 27. Juni, in der Messe Bremen im Detail vorgestellt werden. Die ACTUATOR findet seit 1988 in Bremen statt. Sie ist die weltweit größte Kongressmesse auf ihrem Sektor und findet im Zwei-Jahres-Rhythmus statt. Die Organisatoren erwarten in diesem Jahr rund 300 Spezialisten aus aller Welt.

Weitere Informationen: www.actuator.de
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