Pumpen und Motoren – Scotti hat alles klein gebeamt

Pumpen, Motoren und Reaktoren präsentieren die Unternehmen als einbaufertige Produkte in Würfelzucker-Größe – und daneben noch wesentlich kleinere Einheiten.

In ihren Funktionen unterscheiden sich die Mikro-Komponenten kaum von ihren makrotechnischen Vorbildern, manchmal nicht einmal in ihrem Output. Das Forschungszentrum Karlsruhe etwa stellt in Halle 14, Stand G52, neuartige mikrostrukturierte Wärmeübertrager, Mischer und Reaktoren aus. So ein Stapel aus fünf Mikrowärmeübertragern mit jeweils 27 cm³ Volumen bringt eine Übertragungsleistung von 1 MW und ermöglicht einen Jahresdurchsatz von 300 000 t. Mit diesen Werten eignet er sich für den großtechnischen Einsatz in der Verfahrenstechnik, aber auch im Automobilbereich, wie die Karlsruher mitteilen.

Nur die Anwendungen weichen von denen in der Makrotechnik ab: Zu einem großen Teil sind sie bei Präzisionsgeräten zu finden (zum Beispiel für die Medizintechnik) und in der Automation von Analysen und Prozessen. Die Nähe zur Prozessautomations-Messe Interkama ist für die Micro Technology also durchaus ein Vorteil. Zu der Leitmesse der Nano- und Mikrosystemtechnik haben sich 190 Aussteller angemeldet. Hinzu kommen 60 Vertreter der Laserbranche, die ihre Leistungen in demselben Hallenbereich präsentieren.

Vertreten ist auch der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA), der eine Mikro-Produktionslinie in Halle 15, Stand D36/1 vorstellt. Auf der Factory Automation in Halle 7, Stand D37, präsentiert die Arbeitsgemeinschaft Modulare Mikrosysteme im VDMA den Match-X-Baukasten, der es ermöglicht, Steuerungs- und Regelungsaufgaben in technischen Produkten mit minimalem Aufwand zu lösen. Die dafür konzipierten, industrietauglichen Mikro-Bausteine liefert die EFM-Systems GmbH aus Stuttgart, die auf dem VDMA-Stand mit ausstellt.

Zu den ganz Großen der Micro Technology gehört der Gemeinschaftsstand „Produktmarkt Mikrosystemtechnik“ des Fachverbandes Ivam in Halle 15, Stand F36: Mit 40 internationalen Ausstellern haben sich „so viele Anbieter wie nie zuvor“ zum Produktmarkt angemeldet, berichten die Dortmunder.

Superlative sind normal in der Welt der Mikrotechnik. Damit können zum Beispiel auch zwei Antriebstechnik-Anbieter dienen, von denen der erste im Ivam-Produktmarkt ausstellt. Die Elliptec Resonant Actuator AG, Dortmund, präsentiert mit ihrem „Elliptecmotor“ den nach eigenen Angaben „ersten preiswerten piezoelektrischen Antrieb“, mit dem feinste Bewegungen in Industrieprodukten, Automobilen und Konsumgütern direkt an der benötigten Stelle erzeugt werden können. Das Motörchen hat ein Bauvolumen von 0,63 cm³ bei 1,2 g Gewicht. Es bietet eine Schubkraft von 0,2 bis 0,5 N auf, um lineare oder rotatorische Elemente anzutreiben. Die Geschwindigkeit lasse sich per Software von 0 bis 300 mm/s einstellen, so dass ein Getriebe oft überflüssig werde, heißt es. Durch eine laut Elliptec „preiswerte“ Anpassungselektronik könne die Versorgungsspannung zwischen 2,4 V (Batteriebetrieb) und 30 V gewählt werden.

Den „weltkleinsten spielfreien Positionierantrieb unter Vakuumbedingungen“ stellt die Mainzer Micromotion GmbH über ihren Vertriebspartner vor, die Harmonic Drive AG aus Limburg (Halle 15, Stand G55). Wegen des Vakuums läuft der Abtrieb des Getriebes mit Trockenschmierung. Micromotion liefert das Mikrogetriebe auch in Verbindung mit einem Mikromotor der Marke Arsape oder Phytron als „Micro Harmonic Drive Getriebebox“ mit 10 mm Außendurchmesser. Der Antrieb bringt ein Spitzendrehmoment von 40 mNm und deckt einen Untersetzungsbereich von 160:1 bis 1000:1 ab.

Die Fluidik ist ein Pfeiler der Mikrotechnik und hat die Erfolge der Mikroreaktionstechnik mit hervorgebracht. Unter anderem bringt die HNP Mikrosysteme GmbH, Parchim, für diesen Markt eine Mikrozahnringpumpe heraus, die Atex-zugelassen ist (Halle 15, Stand D50). Die technische Beschreibung liest sich wie die eines großen Aggregates: „Die volumetrische Verdrängerpumpe hat eine sehr geringe Pulsation und hohe Dosierpräzision. Der Antrieb mit geregelten Gleichstrommotoren gestattet große Regelbereiche. Es können nieder- bis hochviskose Medien im Temperaturbereich bis 150 °C gefördert werden bei Drücken zwischen Vakuum und 80 bar. Laugen, Lösemittel, Öle, leichte Säuren und Wasser aller Art lassen sich fördern. Die Pumpen sind trockenansaugend und besitzen sehr gute NPSHR-Werte.“ Außer für die Chemie liefert HNP die Mini-Pumpen, um 0,25 µl-Mengen Analyseflüssigkeit mit hoher Wiederholgenauigkeit zu portionieren, Klebstoffe oder Polyurethane zu dosieren, oder um Pharma-Reagenzien in µl-Mengen abzufüllen.

Die Mikrodrop GmbH aus Norderstedt (Halle 15, Stand F36) stellt zwei neue Produkte vor. Zum einen eine Stand-alone-Reinigungsstation, die Dosierköpfe vollautomatisch spült, säubert und trocknet. Zum anderen den überarbeiteten FN-Dispenser zum Mikrodosieren von Öl und Klebstoff, bei dem der Zu- und Rückfluss getrennt wurde, um automatisch befüllen zu können. Der Dispenser erzeugt winzige, 30 bis 500 . 10-12 l große Tröpfchen.

Winzigkeit – das ist die Grundanforderung auch an Sensoren. Diese kleinen und kleinsten Aufnehmer sind es, die Systeme intelligent machen und das Gesicht der Technik verändern. Auch in Hannover werden etliche davon zu sehen sein. Etwa der Sagas-Sensorkopf des Forschungszentrums Karlsruhe (Halle 14, Stand G52), der Brände riechen soll, noch bevor das Feuer lodert. Ebenso zuverlässig soll er Ausgasungen von überhitzten Leiterplatten und andere Gasgemische erkennen. Oder der fingernagelgroße 4-Kanal-Sensor der Micro-Hybrid Electronic GmbH aus Hermsdorf (Halle 15, Stand D35/3), der unter anderem Abgase untersucht. Im Gegensatz zu bisherigen Detektoren besteht er aus nur einem Chip, auf dem vier thermisch getrennte Thermopiles mit je 200 Thermopaarungen untergebracht sind. Die je nach Bedarf des Anwenders nötigen gasspezifischen Filter werden direkt in das Gehäuse integriert.

Drucksensoren auf Siliziumchips präsentiert die Cis Institut für Mikrosensorik gGmbH für 10 mbar bis 15 bar auf dem Gemeinschaftsstand „Microtechnology aus Thüringen“ (Halle 15, Stand D35). Die Erfurter entwickeln auch mikrooptische Aufnehmermodule, die Farbumschläge und Trübungen inline messen und zwar – das ist das Besondere daran – in Mikrofluidikbauelementen. Durch die berührungslose Messung im Wellenlängenbereich von 400 bis 900 nm wird der mikrofluidische Prozess nicht gestört. Die Messmodule sind primär für die Forschungsarbeit in der Mikroverfahrenstechnik bestimmt.

Auch das bietet die Leitmesse Micro Technology: Know-how und Equipment, um Mikrotechnik zu produzieren, wie auch Einblick in die laufende Forschungsarbeit. So zeigt das Fraunhofer IPT aus Aachen nicht nur Highlights aus den Labors, sondern auch Werkzeuge für mikrooptische Freiformflächen (Halle 15, Stand F36): darunter ein Fast-Tool-Servo-System, das auf der Messe in nur 45 min einen feinoptischen Spiegel fertigt, sowie ein adaptiver 5-Achsen-Polierkopf, der an beliebige Basismaschinen angebracht werden kann.

Die Battenfeld Kunststoffmaschinen GmbH aus dem österreichischen Kottingsbrunn führt ihr Microspritzgießsystem 50 vor, das nur wenige Milligramm schwere Mikropräzisionsbauteile aus Kunststoff produziert (Halle 15, Stand F41). Und das Laser-Zentrum Hannover (Halle 15, Stand F62) informiert über die Laser-Entwicklungen für die Mikromaterialbearbeitung.

Was das Fraunhofer Ifam vorstellt, ist eher zukunftsgewandt (Halle 15, Stand F36): Die Bremer arbeiten an „Smart Materials“ wie Nanopulvern, funktionellen Tinten oder antibakteriellen Lacken sowie den dafür geeigneten Fertigungsmethoden. Darüber hinaus sehen sie sich als Spezialisten für das Mikro-Metallpulver-Spritzgießen (µMIM), mit dem sich nahezu alle Materialien zu Bauteilen oder Oberflächen mit Strukturgrößen bis zu 10 µm kostengünstig verarbeiten lassen sollen.

Nicht zuletzt gibt es noch ein Österreichisches Novum: Das Technologieberatungszentrum aus Wiener Neustadt (bei Wien) organisiert den ersten Mikro-Gemeinschaftsstand österreichischer Einrichtungen mit sechs Partnern und sieht ihn in der Zukunft als festen Bestandteil der Hannover Messe (Halle 14, Stand J44). os

5-Achsen-Polierkopf für Mikro-Freiformflächen passt auf jede Maschine