Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Laserstrahljustieren mittels Aktoren ? Entwicklung von Konzepten und Methoden für die rechnerunterstützte Modellierung und Optimierung von komplexen Aktorsystemen in der Mikrotechnik



Datum: 12.07.2004


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. W. Schweiger

Die zunehmende Miniaturisierung von Funktionsträgern in elektronischen, optischen und mechanischen Geräten verlangt ein immer höheres Maß an Präzision. Das Laserstrahljustieren mittels Aktoren stellt ein innovatives Verfahren dar, dessen Potential vor allem in den Bereichen der Mikrotechnologie, wo Bauteile in der Serienfertigung hochgenau justiert werden müssen, genutzt werden kann. Um die in der neuen Prozesskette notwendige Justierung durchführen zu können, wird zwischen den Träger und das relevante Funktionselement ein Aktor gefügt. Dieser Aktor ermöglicht die Bewegung des Funktionselements durch eine Umwandlung der Laserenergie in eine entsprechende Verschiebung. Das Aktorsystem ist dabei fester Bestandteil der Baugruppe. Um sehr kleine Biegungen und Verschiebungen mit sehr hoher Genauigkeit zu erzielen, sind spezielle Aktorgeometrien notwendig. Allerdings fehlte zu deren Konzeption noch eine methodische Vorgehens- und Berechnungsweise. Für einfache Justieraufgaben kann ein intuitiver Entwurfsprozess zu Lösungen für ein Aktordesign führen. Bei komplexeren Aufgaben sind jedoch Entwurfsprinzipien notwendig. Wesentliches Ziel dieser Arbeit war daher die Formulierung von Gestaltungsregeln für Aktorsysteme sowie die Entwicklung eines Systemkonzeptes für den Aufbau eines modularen Konstruktionssystems, das in der Lage ist, jeden Arbeitsabschnitt der Produktentstehungsphasen durch eigenständige Systemkomponenten zu unterstützen und aufbauend auf der vom Konstrukteur formulierten Problemstellung Lösungsvorschläge zu erarbeiten.