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. Frank Spiller
Kommissarischer Leiter Mechatronik
frank.spiller(at)imms.de+49 (0) 3677 874 93 61
Dr. Frank Spiller 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
K4PNP+Z
Das IMMS entwickelt Aktoren, um Objekte in Ebenen bis 200 mm Durchmesser mit 25 mm Vertikalhub nanometergenau zu positionieren.
Projekt
INPOS
Neuartiger integrierter 6DOF-Direktantrieb bewegt großflächige Objekte mit geringer vertikaler Ausdehnung nanometergenau im Raum.
Projekt
PTB
Das IMMS hat für die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ein hochpräzises Positioniersystem für Maßstäbe der nächsten Mikroelektronik-Generation entwickelt.
Projekt
NanoFab
Das IMMS arbeitet an Lösungen für ein hochdynamisches Antriebssystem zur mehrachsigen Bearbeitung von Objekten mit Nanometer-Präzision.
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.“
Investigations on the Tracking Control and Performance of a Long Stroke Vertical Nanopositioning Drive
Alex S. Huaman1. Stephan Gorges1. Michael Katzschmann1. Steffen Hesse1. Thomas Fröhlich2. Eberhard Manske2.Euspen (European Society for Precision Engineering and Nanotechnology) – 22nd International Conference & Exhibition, 30 May – 3 June 2022, Geneva, Switzerland
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany. 2Institute of Process Measurement and Sensor Technology, Technische Universität Ilmenau, 98693 Ilmenau, Germany.Nanometergenaue Hubmodule für die Präzisionsantriebstechnik
Stephan Gorges1.Konstruktion (2021) Nr. 11-12, Sonderteil Antriebstechnik, Seite 36 - 40, www.ingenieur.de/fachmedien/konstruktion/antriebstechnik/hubmodule-fuer-die-praezisionsantriebstechnik/
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany.Picometer-Scale Positioning of a Linear Drive System via Feedforward-Feedback Control
Alex S. Huaman1. Michael Katzschmann1. Steffen Hesse1. Christoph Schäffel1. Christoph Weise2. Denis Dontsov3. Eberhard Manske2. Johann Reger2.2021 IEEE International Conference on Mechatronics (ICM2021), DOI: doi.org/10.1109/ICM46511.2021.9385699, 7 - 9 March 2021, Kashiwa, Japan
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany. 2Technische Universität Ilmenau, Germany. 3SIOS Meßtechnik GmbH, Germany.Nanopositioning and fabrication using the Nano Fabrication Machine with a positioning range up to ⊘100 mm
Jaqueline Stauffenberg1. Christoph Reuter1. Ingo Ortlepp1. Mathias Holz2. Denis Dontsov3. Christoph Schäffel4. Jens-Peter Zöllner1. Ivo Rangelow1. Steffen Strehle1. Eberhard Manske1.Proc. SPIE 11610, Novel Patterning Technologies 2021, 1161016 (22 February 2021); DOI: doi.org/10.1117/12.2583703
1Technische Universität Ilmenau, Germany. 2nano analytik GmbH, Germany. 3SIOS Meßtechnik GmbH, Germany. 4IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany.
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Dienstleistung
Entwicklung mechatronischer Systeme
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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FE-Modellierung und Simulation
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.