Forschungsfeld Magnetische 6D-Direktantriebe mit Nanometer-Präzision
Die fortschreitende Miniaturisierung technischer Produkte führt in vielen Industriebereichen zu einem wachsenden Bedarf an Präzisionsmaschinen, mit denen kleinste Strukturen und Objekte hochgenau vermessen und bearbeitet werden können. Viele solcher Objekte besitzen räumliche Ausdehnungen im Millimeter- bis Zentimeterbereich, während Oberflächenmerkmale und Funktionselemente nur wenige Mikro- oder Nanometer groß sind und im Produktionsablauf bis auf weniger als einen Nanometer genau positioniert werden müssen.
Um die Fertigung makroskopischer High-Tech-Produkte mit mikroskopischer Präzision zu ermöglichen, forschen wir an wissenschaftlichen Grundlagen und technischen Lösungen zur Realisierung von Nanopositioniersystemen für große Bewegungsbereiche. Mit unseren hochdynamischen Mehrkoordinaten-Direktantriebssystemen können Objekte in Arbeitsbereichen von mehreren hundert Millimetern in kürzester Zeit mit Nanometer-Präzision positioniert werden. Unsere Lösungen eignen sich für den Einsatz im Vakuum, in Reinräumen und an Orten mit besonderen Anforderungen hinsichtlich thermischer Isolation und Entkopplung von Vibrationen.
Kontakt
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Dr.-Ing. Ludwig Herzog
Leiter Mechatronik
ludwig.herzog(at)imms.de+49 (0) 3677 874 93 60
Dr. Ludwig Herzog gibt Ihnen Auskunft zu unserer Forschung an magnetischen 6D-Direktantrieben mit nm-Präzision für die nm-Vermessung und -Strukturierung von Objekten. Er unterstützt Sie mit Dienstleistungen für die Entwicklung mechatronischer Systeme, für Simulation, Design und Test von MEMS sowie für Finite-Elemente-Modellierung und Simulation.
Zugehörige Inhalte
Projekt
MC_NPS
Verbindung eines Hochpräzisionsantriebs aus der Forschung mit industrieller Steuerung zur nanometergenauen Positionierung für High-Tech-Anwendungen
Projekt
OptoMed-Vakuumluftlager
Luftlager in Hochpräzisions-Vakuumanwendungen? Mit unseren Partnern loten wir das technisch Machbare dieses (scheinbaren) Widerspruchs aus.
Projekt
VirtuSen
Mithilfe virtueller Sensorik und KI sollen Störeinflüsse auf komplexe mechatronische Systeme wie Hochpräzisionsantriebe ortsaufgelöst erfasst und kompensiert werden können
Projekt
NFM-100
Für die Grundlagenforschung zur Nanomesstechnik und Nanofabrikation der TU Ilmenau wurde mit der Nanofabrikationsmaschine NFM-100 ein System realisiert, welches zum einen die Abtastung von Oberflächen (AFM) und zum anderen die Bearbeitung mittels Feldemissions-Rastersondenlithographie erstmalig in einem xy-Verfahrbereich von Ø100 mm möglich macht.
Referenz
Dr. Denis Dontsov, SIOS Meßtechnik GmbH
„Mit dem Ergebnis sind wir äußerst zufrieden: Die erreichten Positionierresultate zeigen ein hohes Potential für unsere künftigen kundenspezifischen Problemstellungen und auch für neuartige Nanopositioniersysteme von SIOS mit deutlich vergrößertem Messbereich.“
Referenz
Prof. Dr. Thomas Arnold, Leibniz IOM
„Mit dem entstandenen Demonstratorgerät sind wir äußerst zufrieden. Dazu hat neben der ausgewiesenen Kompetenz für Antriebstechnik und Erfahrung mit Entwicklungsdienstleistungen für Forschungsinstitute die professionelle, zielgerichtete und konstruktive Herangehensweise des IMMS beigetragen.“
Referenz
Michael Muth, AeroLas
„Wir schätzen die Zusammenarbeit mit dem IMMS bereits seit vielen Jahren. Die Ergebnisse des Projektes bilden für AeroLas die Basis für künftige kundenspezifische Produktdesigns. IMMS ist aufgrund seiner hervorragenden Expertise im Bereich der magnetischen Antriebstechnologie für uns ein wichtiger Partner für weitere Entwicklungen.“
Referenz
Steffen Arnold, Physik Instrumente
„In der Kooperation mit dem Institut sind unsere Entwickler in ein Gebiet der magnetisch geführten Antriebstechnologie vorgedrungen, das Perspektiven eröffnet, Objekte mit bislang unerreichter Führungsgenauigkeit planar bzw. in 6D zu bewegen.“
Investigation of long-term distance measurement repeatability in a large-range nanopositioning machine combined with a laser focus sensor
Davi Anders Brasil1, Michael Katzschmann1, Steffen Hesse1, Ludwig Herzog1, Eberhard Manske2, Thomas Fröhlich2, Thomas Kissinger2in Meas. Sci. Technol., vol. 37, no. 24, pp. 245005, 2026, DOI: doi.org/10.1088/1361-6501/ae76221IMMS Institut für Mikroelekronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH), Ehrenbergstraße 27, 98693 Ilmenau, Germany, 2Technische Universität Ilmenau, Fakultät Maschinenbau, Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, Ehrenbergstrasse 29, 98693 Ilmenau, GermanyHybrid Characterization and Reconstruction of Transient Thermal Fields in 6-DOF Nanopositioning Systems
Parastoo Salimitari1, Ina Naujokat1, Ahmed Rahat1, Amin Suaad1, Ludwig Herzog1, Tino Hutschenreuther12026 PI Symposium on Mechatronics System Design, , Karlsruhe, Germany1IMMS Institut für Mikroelekronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH), Ehrenbergstraße 27, 98693 Ilmenau, GermanyFrom Tracking Error to Accuracy – Error Budgeting and Compensation Approaches in Long-Range Nanopositioning Systems
Ludwig Herzog12026 PI Symposium on Mechatronics System Design, , Karlsruhe, Germany1IMMS Institut für Mikroelekronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH), Ehrenbergstraße 27, 98693 Ilmenau, GermanyVon hoher Dynamik und ultra-hoher Präzision: Positioniersystem-Entwicklung am IMMS
Ludwig Herzog1Jahrestagung der Forschungsgemeinschaft Ultrapräzisionstechnik, , Aachen, Germany1IMMS Institut für Mikroelekronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH), Ehrenbergstraße 27, 98693 Ilmenau, Germany
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Wir entwickeln Aktorsysteme, Steuerungen und Regelungen als eingebettete Lösungen nach Kundenspezifikation mit höchsten Anforderungen an Präzision, Dynamik, verfügbaren Bauraum, Performance und Effizienz.
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Wir unterstützen Sie in der Konzept- und Entwicklungsphase neuer Produkte mit Berechnungen und Simulationen, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und Produktparameter zu verbessern, wie Gewichts- & Materialeinsparung oder Minimierung der Eigenschwingungen.
Leitanwendung
nm-Vermessung und -Strukturierung von Objekten
Um beispielsweise die immer höhere Komplexität integrierter Systeme auf immer kleineren Halbleiterflächen fertigen zu können, forschen wir an immer präziseren Antrieben zur Nanometer-Vermessung und -Strukturierung von Objekten.