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Komponenten Piezoaktoren, zuverlässig in Industrie und Forschung Keramisch isolierte Hochleistungs-Piezoaktoren: langlebig auch unter erschwerten Einsatzbedingungen. In Industrie, Life-Science und Mikroskopie ebenso wie in Medizintechnik und Forschung beweisen die Multilayer-Aktoren immer wieder ihre Qualitäten. (Bild: PI Ceramic) Die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Piezoaktoren hängen stark von den Umgebungsbedingungen am Einsatzort ab. Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Betriebsspannung können sie erheblich beeinträchtigen. Abhilfe schaffen optimierte Materialien und Herstellungsverfahren, ein entsprechender Aufbau und die Wahl der geeigneten Isolierung. Bei den PICMA-Aktoren von PI Ceramic ist die eigentliche Piezokeramik - ein monolithischer Block, dessen aktive Schichten aus dünnen keramischen Folien bestehen - von einer vollständig keramischen Isolierschicht umgeben (Bild). Sie schützt vor Luftfeuchtigkeit und gegen Ausfälle durch erhöhten Leckstrom. In Industrie, Life-Science und Mikroskopie ebenso wie in Medizintechnik und Forschung beweisen die Multilayer-Aktoren immer wieder ihre Qualitäten: Es sind keine Ausfälle im Feld zu beobachten. Lebensdauer und Leistungsfähigkeit beweisen die Piezoaktoren seit mittlerweile zwei Jahren sogar auf dem Mars, wo sie im Probenanalysesystem der Laboreinheit CheMin beim Marsrover Curiosity im Einsatz sind. Davor mussten sie eine umfangreiche Qualifizierung und Prüfung über sich ergehen lassen. Dabei ergaben die ausführlichen Performance- und Lebensdaueruntersuchungen der NASA, dass diese Aktoren dank ihres patentierten Aufbaus selbst nach 100 Milliarden (10 11 ) Zyklen noch 96% ihrer ursprünglichen Auslenkung erreichten. Geringe Ansteuerspannungen in der Größenordnung von 100 V, Ansprechzeiten im Bereich weniger µs sowie eine minimale Leistungsaufnahme beim Halten der Position sind weitere Eigenschaften, die die zuverlässigen Aktoren für viele Anwendungsbereiche interessant machen. Dank moderner Produktionstechnik lassen sich die Multilayer-Aktoren zudem in nahezu beliebigen Formen fertigen. Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG info@pi.de, www.pi.de Spezial-Lüfterzubehör für Medizin-, Lebensmittel- und Labortechnik Zum umfangreichen Lüfterzubehör von Sepa Europe zählen unter anderem Komponenten zur Lüfter-Montage, wärmeleitfähige Montagepads, Wärmeleitkleber und verschiedene Fingerschutzgitter. Auf der electronica 2014 stellte SEPA Europe seine neuen Fingerschutzgitter in elektropolierter Edelstahlausführung vor. Die abtragende elektro-chemische Nachbearbeitung des Edelstahl-Gitters kommt einer Feinstentgratung gleich: mikroskopisch feine Oberflächenrauhigkeiten werden dabei weiter reduziert, Kanten und Ecken abgebaut. Einen entscheidenden Nutzen, zusätzlich zu den Werkstoffeigenschaften des Edelstahls, bringt die Oberflächenbehandlung in der Medizin-, Lebensmittel- und Labortechnik. Die spezielle Nachbearbeitung erschwert es Keimen, an der Oberfläche haften zu bleiben. Darüber hinaus neigen elektropolierte Oberflächen weniger zur Korrosion. Erhältlich sind diese Gitterausführungen für Lüftergrößen von 25 mm bis hin zu 330 mm. Sonderausführungen sind ebenso auf Nachfrage erhältlich. SEPA EUROPE GmbH info@sepa-europe.com www.sepa-europe.com 24 meditronic-journal 1/2015
Außergewöhnlich leiser Schrittmotor Komponenten Mit der neuen stealthChop-Technologie werden Schrittmotoren außergewöhnlich leise betrieben. Anwendungsfälle zu perfektionieren. Wir haben hierfür eine einfach zu verwendende, selbsteinstellende Lösung entwickelt, die bei höheren Geschwindigkeiten automatisch auf das erprobte spreadCycle Schema umschaltet und so für jede Situation eine optimierte Stromregelung bietet.“ Trinamic Motion Control präsentiert die neuste Treibertechnologie für Schrittmotoren. Vermarktet unter dem Namen stealth- Chop verringert die neue Technologie die Betriebsgeräusche eines Schrittmotors signifikant. Während Schrittmotoren bei höheren Geschwindigkeiten für ihre Vibrationen bekannt waren, dominiert bei niedrigen Drehzahlen die Magnetostriktion als Über Trinamic: meditronic-journal 1/2015 Geräuschquelle. Es handelt sich dabei um dasselbe Phänomen, das bei Transformatoren und Überlandleitungen das bekannte 50-Hz-Brummen verursacht. Durch Ummagnetisierung der Spulen ändert sich auch die Geometrie minimal. Die hochfrequente Regelschleife einer hochpräzisen Mikroschrittsteuerung verursacht dasselbe Geräusch bei einer hohen Frequenz, am Rande Trinamic, mit Firmensitz in Hamburg, liefert integrierte Schaltkreise und Module zur Motorsteuerung an Kunden weltweit. Der applikationsgetriebene Ansatz von Trinamic sowie ein tiefgehendes Verständnis der Anwendungen ermöglichen es, Lösungen zu bieten, die die Design-Phase vereinfachen und verkürzen, was erhebliche Einsparungen beim Arbeits- und Kostenaufwand im Bereich der Entwicklung und der „total cost of ownership“ ermöglicht. Die Kunden von Trinamic profitieren vom umfangreichen Know-how des Unternehmens im Bereich der Motorphysik sowie dem umfangreichen Portfolio an Schutzrechten (IP), die aus jahrelanger Anwendungserfahrung entstanden sind. Die Produktentwicklung bei Trinamic fokussiert vollständig auf Miniaturisierung, Steigerung der Effizienz sowie Diagnose und Schutzfunktionen, welche die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems sicherstellen. des Hörbaren. Bereits seit 2010 liefert Trinamic Treiberbausteine, die mit ihrer hohen Mikroschrittteilung und der Hysterese-Chopper-Stromregelung spreadCycle neue Maßstäbe bei mittleren bis hohen Drehzahlen setzten. Leiser Lauf Mit der neusten Vorstellung stealthChop wird auch das hochfrequente Geräusch der Magnetostriktion, das vor allem bei niedrigen Geschwindigkeiten und im Stillstand hörbar ist, eliminiert. Die Motoren können in diesem Drehzahlbereich nun buchstäblich geräuschlos betrieben werden. „Waren Schrittmotoren früher typischerweise in lauten, industriellen Umgebungen eingesetzt, wandern sie nun mit der allgegenwärtigen Miniaturisierung zunehmend in Labor- und Büroumgebungen, wo die Akzeptanz für Störgeräusche naturgemäß niedriger ist“ erklärt Trinamic Entwicklungsleiter Dr. Stephan Kubisch. „Unsere Kunden haben uns darum gebeten ein Kommutierungsschema für diese Anforderung: kleiner und dezentral Viele Anwendungen, in denen traditionell Schrittmotoren eingesetzt werden, werden zunehmend miniaturisiert und dezentral eingesetzt und damit aus lauten Umgebungen in Büro oder Laborumgebungen verlagert. So sind beispielsweise medizinische Analysegeräte mit vielen Achsen zum automatisierten Bewegen flüssiger Proben zunehmend nicht nur in großen Zentrallabors, sondern auch in Arztpraxen zu finden. Gleiches gilt für kleine, dezentrale Dentalfräsen. Schlüssel für diese veränderte Anforderung ist neben kleineren Bauformen natürlich auch, dass die Geräte im ruhigen Praxisumfeld nicht durch Geräuschentwicklung stören. Auch in Überwachungskameras, die oft an abgehängten Decken, die perfekte Resonanzkörper bilden, montiert sind oder Bürogeräten wie Druckern und Scannern ist eine Geräuschentwicklung nicht erwünscht. Die ersten Bausteine, die diese neue Technologie implementieren, konnten bei gleichem Motor und gleichem Aufbau eine um 10 dBA reduzierte Geräuschentwicklung erreichen. Der erste Baustein einer ganzen Familie wurde erstmals 2014 vorgestellt. TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG www.trinamic.com 25
