Marktübersicht: Sterilisation - DeviceMed.de

OEM-Komponenten | Positionierung
Piezo-Nanopositioniersysteme
für die 3D-Laserlithografie
Mit der Laserlithografie lassen sich selbst sehr komplexe dreidimensionale Mikro- und
Nanostrukturen in photosensitiven Materialien herstellen. Realisierbar ist die für solche
Anwendungen erforderliche hohe Präzision beim dreidimensionalen „Laser-Schreiben“
jedoch nur, wenn die zu bearbeitenden Materialien entsprechend genau positioniert
werden. Hier können piezobasierte Nanopositioniersysteme ihre Vorteile ausspielen
Piezobasierte Nanopositioniersysteme
arbeiten mit höchsten
Wiederholgenauigkeiten und
haben Ansprechzeiten von weniger
als einer Millisekunde. Damit
bieten sie ideale Voraussetzungen
für hohe Reproduzierbarkeit und
exakte Bahnsteuerung. Die im
Folgenden beschriebene Anwendung
liefert dafür den Beweis.
3D-Strukturen im
Submikrometerbereich
Die Nanoscribe GmbH, ansässig
in Eggenstein-Leopoldshafen bei
Karlsruhe, hat ein Laserlithografiesystem
entwickelt, mit dem
Anwender komplexe dreidimensionale
Strukturen vollautoma-
38
g Bild 1: Mit gerade mal ca. 0,21 mal 0,13 mm
(Breite mal Höhe) verdeutlicht das Mikro-
Modell des Brandenburger Tores die Möglichkeiten
des neuartigen Laserlithografiesystems,
auf kaum anschaulicher darzustellende Art
tisch und reproduzierbar mit einer
zuvor nicht vorhandenen Design-
Flexibilität auf Submikrometerskalen
mit Strukturgrößen bis
zu einem Millimeter realisieren
können (Bild 1). Davon profitieren
heute bereits etliche Anwendungen,
so lassen sich z.B. „per
Laser-Schreiben“ Mikrostrukturen
für kleine Pumpen und Kanülen
(Bild 2) herstellen oder Oberflächen
mit bestimmten biomimetrischen
Eigenschaften ausstatten.
Wichtige Schlagworte in diesem
Zusammenhang sind Gecko-,
Funktionsweise von Piezoaktoren
Treibende Kraft des beschriebenen
Nanopositioniersystems sind Piezoaktoren.
Diese Piezoaktoren wandeln
elektrische Energie direkt in mechanische
und umgekehrt. Dabei können
typischerweise Stellwege bis zu etwa
einem Millimeter bei Auflösungen bis
hinunter in den Nanometerbereich
und hohe Dynamik mit Frequenzen
bis zu mehreren Kilohertz erreicht
werden. Die sehr hohe Bewegungsauflösung
ist nur möglich, weil die
Bewegung auf kristallinen Effekten
beruht und es keine klassischen
mechanischen Komponenten gibt,
die Reibung oder mechanisches Spiel
besitzen. Piezoaktoren können darüber
hinaus große Lasten bewegen und
besitzen eine kompakte Bauweise.
g Das Piezo-Nanopositioniersystem von PI
arbeitet nicht nur hochgenau, sondern lässt sich
auch gut in Applikationen integrieren
DeviceMed | Juni 2011 | www.devicemed.de