199N - NANOMOTOR – Kleinster und präzisester Motor der Welt

Grundlage jeder Nanotechnologie bildet die Mikro- btw. Nanopositionierung. Piezoelektrische Kristalle erreichen eine Auflösung bis auf die atomare Ebene. Nachteil dieser Technik ist der auf wenige µm beschränkte Hubweg.Der patentierte Nanomotor überwindet diesen Nachteil. Während er mit atomarer Auflösung arbeitet, bietet er einen Arbeitsbereich im Zentimeterbereich und überbrückt damit einen Größenbereich von acht Zehnerpotenzen. Bei dem Nanomotor handelt es sich um einen piezogetriebenen Linearmotor, der aus einem zylindrischem Gehäuse und einem Schieber mit freier axialer Bohrung besteht. Für die Feinpositionierung wird ein Piezorohr verwendet, eine durch dasselbe Rohr erzeugte Impulswelle sorgt für die gröbere Bewegung. Dabei kann jeder beliebige Punkt der Bewegungsbahn mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5 mm/s angefahren werden. Abb.: Größenvergleich Der Nanomotor der Größe “small” besitzt die Größe eines halben Streichholzes, dabei kann er das sechsfache seiner eigenen Masse anheben. Die durch den Motors erzeugte Bewegungsenergie reicht sogar aus, Diamantoberflächen zu manipulieren. Spezialversionen des Nanomotors eignen sich für den Einsatz im Hochvakuum, in flüssigem Helium unter Wasser oder als nichtmagnetische Antriebe. Verfügbar ist der Nanomotor in drei verschiedenen Versionen, abhängig von der benötigten Größe. In der freien axialen Bohrung kann der Nanomotor eine Spitze, einen Schlauch (Röhrchen), eine Elektrode, eine Injektionsnadel, eine Glasfaser oder gar einen Mikrogreifer aufnehmen und transportieren. Abb.: Verschiedene Werkzeuge können durch den Nanomotor positioniert werden: a) Faser, b) Nadel, c) Kanüle, d) Schlauch (Rohr). Die folgende Tabelle bietet einen Überblick über die Eigenschaften der verschiedenen Versionen:   S=Small L=Long B=Big Länge des Nanomotors (5 mm davon in der Halterung) 18.1 mm 31.4 mm 31.6 mm Länge der Standardhalterung 13 mm 13 mm 13 mm Länge des Nanomotors incl. Standardhalterung 26.1 mm 39.4 mm 39.6 mm Durchmesser des Nanomotors 3.3 mm 3.3 mm 6.5 mm Durchmesser der Standardhalterung 5 mm 5 mm 10 mm Arbeitsweg (Hub) 5.7 mm 15 mm 10 mm Feinpositionierungshub 10 nm/V 20 nm/V 20 nm/V Auflösung atomar atomar atomar Wiederholbarkeit je Richtung (bei konstanter Last) ca. 1% ca. 1% ca. 1% Antriebskraft 0.03 N 0.03 N 0.25 N Maximale Belastung senkrecht zur Bewgungsrichtung 0.5 N 0.5 N 1 N Mindestdurchmesser der freien axialen Bohrung 0.35 mm 0.35 mm 1.3 mm Max. Positioniergeschwindigkeit 2 mm/s 5 mm/s 5 mm/s Masse incl. Standardhalterung 2.20 g 2.63 g 9.77 g Min. Betriebsspannung (bipolar & symmetrisch) ± 15 V ± 15 V ± 15 V Ideales Steuerungsgerät für den Nanomotor ist der NWC - Network Controller. Dieser externe Controller steuert 4 Nanomotorkanäle je Einheit. Die Kommunikation mit dem Kunden-PC erfolgt über Ethernet. Digitale und analoge Ein- und Ausgabegeräte sind optional erhältlich. Für den Einsatz in geschlossenen Systemen ist eine Version mit einem hochauflösenden Positionsmesssystem (PMS) ebenso erhältlich, wie weitere elektronische Steuerungen für den Nanomotor.

Innovative Aspekte

Die extreme Vielfalt und Flexibilität der Einsatzmöglichkeiten des Nanomotors bieten im Vergleich zum konventionellen Lösungsansatz meist eine Vervielfachung der Präzision bei reduzierten Investitionskosten. Eingesetzt in einer flexibel konfigurierbaren Mikroproduktionsanlage als "Fabrik auf dem Tisch" erlaubt der Nanomotor die ultra-präzise Fertigung von Systemen auch in sehr kleinen Stückzahlen, womit sich ein kostspieliges Problem der Luft- und Raumfahrtindustrie lösen lässt.

Anwendungspotenzial

Insbesondere für die im Bereich Luft- und Raumfahrt benötigten geringen Stückzahlen sehr spezieller Geräte bietet der Nanomotor einen prädestinierten Lösungsansatz. Als Kernkomponente eines Nonorobotik-Systems ermöglicht er ultrapräzise Sensorik und Aktorik auf kleinstem Raum, wie sie u. a. für Applikationen mit Platzproblemen benötigt werden, so beispielweise im Flugzeug- und Satellitenbau oder im Zusammenhang mit mobilen Sonden oder Mini-Fahrzeugen.

Art der Zusammenarbeit

Interesse besteht am Verkauf der Nanomotoren, bzw. am Verkauf der nach Kundenspezifikationen zusammengestellten Nanorobotik-Systemen.

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