Projekt Mag6D
Das im Projekt entwickelte neuartige planare Antriebssystem ist magnetisch geführt und bewegt Objekte auf den Nanometer genau.
Mit Systemen wie dem Mag6D sollen künftig partikelfrei Halbleiter-, Life-Science- und Biotech-Produkte im Vakuum hergestellt werden. Dieses hochpräzise Positioniersystem bewegt eine Plattform in sechs Koordinaten – den drei Raumachsen und der jeweiligen Rotation um diese Achsen. Die Plattform schwebt dabei allein auf einem magnetischen Feld, das Antrieb und Führung für alle Achsen übernimmt, arbeitet vollkommen kontaktlos und hat keinerlei Zuleitungen. So kann das System nahezu ohne Partikelgeneration in hochreinen Umgebungen betrieben werden.
Ein optisch inkrementales Messsystem erfasst in Kombination mit drei kapazitiven Sensoren die Position und regelt den Antrieb in allen Achsen. Die aktive Führung arbeitet äußerst präzise. Von einer Idealebene weichen die Bewegungen der Plattform um maximal zehn Nanometer ab.
Für das Prototypensystem hat das IMMS ein planares magnetisches Antriebssystem entwickelt. Darüber hinaus hat das Institut ein Kompensationsverfahren erarbeitet. Dieses erfasst die fertigungs- und materialbedingten Toleranzen der Baugruppen automatisiert. Mit Hilfe von Korrekturmatrizen in der Regelschleife ermöglicht es eine nanometerpräzise Bewegung in sechs Dimensionen.
Der Partner PI bietet das System unter dem Namen PIMag®6D an.
Akronym / Name:
Mag6D / Entwicklung eines technologisch neuen, magnetgeführten 6D-Positionierers für hochpräzise Scan-Applikationen im Bereich von Oberflächenprofiling und BiotechnologieLaufzeit:2010 – 2011
Anwendung:
Forschungseinrichtungen und Ultra-Präzisionsmaschinenbau|hochpräzise 6D-Bewegung von Objekten auch im Vakuum| Hochpräzisions-Mechatronik-Antriebe| Präzisionsantriebstechnik| BiotechnologieForschungsfeld:Magnetische 6D-Direktantriebe mit nm-Präzision
Zugehörige Inhalte
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.“
6D planar magnetic levitation system - PIMag 6D
Christoph Schäffel1. Michael Katzschmann1. Hans-Ulrich Mohr1. Rainer Glöss2. Christian Rudolf2. Carolin Walenda2.JSME Mechanical Engineering Journal, Vol. 3 (2016) No. 1 p. 15-00111, The Japan Society of Mechanical Engineers, DOI: doi.org/10.1299/mej.15-00111
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, D-98693 Ilmenau, Germany. 2Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Germany.6D Planar Magnetic Levitation System – Mag6D
Christoph Schäffel1. Michael Katzschmann1. Hans-Ulrich Mohr1. Rainer Gloess2. Christian Rudolf2. Christopher Mock2. Carolin Walenda2.14th International Symposium on Magnetic Bearings, Linz, Austria, www.magneticbearings.org/publications/
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, D-98693 Ilmenau, Germany. 2Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, D-76228 Karlsruhe, Germany.Planar Magnetic 6D Levitating system with Compact Sensor
Christoph Schäffel1. Michael Katzschmann1. Hans-Ulrich Mohr1. Rainer Glöß2. Christian Rudolf2. Christopher Mock2. Carolin Walenda2. R. Liang2.27th Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering (ASPE), 2012, in Proceedings, ISBN 978-1-887706-61-2, p. 99-102
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau. 2Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Germany.Fachartikel6D Magnetic Levitation Positioning System with Compact Integrated 6D Sensor
C. Rudolf1. C. Mock1. C. Walenda1. R. Glöss1. R. Liang1. C. Schäffel2. M. Katzschmann2. H.-U. Mohr2.12th EUSPEN International Conference, 2012, in Proceedings P7.04 Vol II, ISBN 978-0-9566790-0-0
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau. 2Physik instrumente Karlsruhe Germany.Fachartikel
Veranstaltung,
Zwei IMMS-Vorträge auf der 27. Jahreskonferenz der American Society for Precision Engineering (ASPE) in San Diego, CA USA
»Magnetisch schwebende Plattform zur nm-Positionierung«
»Entwicklung eines hochpräzisen luftgeführten Nanopositioniersystems«
Pressemitteilung,
IMMS für den Innovationspreis Thüringen 2012 nominiert
Mit magnetisch schwebendem Direktantrieb sollen künftig nanometergenau und partikelfrei Halbleiter, Life-Science- und Biotech-Produkte hergestellt werden.
Kontakt
Kontakt
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.
Förderung
Das Projekt Mag6D wurde unter dem Förderkennzeichen KF2534501BN9 im Programm „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.