AUTOMATISIERUNG IM MIKROBEREICH 21.03.2014, 14:12 Uhr

Transportmaschine IPA.FluidSorting hat Wasserläufer als Vorbild

Mit Hilfe der Oberflächenspannung von Wasser lassen sich winzige Bauteile vereinzeln und zur Montagestation transportieren. Selbst Staubkörner könnten sortiert werden.

Mikrozahnrad im Größenvergleich: Fraunhofer Forscher haben eine Maschine namens IPA.FluidSorting entwickelt , mit der sich selbst die kleinsten Teilchen vereinzeln und an den Montageplatz schwemmen lassen.

Mikrozahnrad im Größenvergleich: Fraunhofer Forscher haben eine Maschine namens IPA.FluidSorting entwickelt , mit der sich selbst die kleinsten Teilchen vereinzeln und an den Montageplatz schwemmen lassen.

Foto: Fraunhofer ILTVolker Lannert

Schrauben, Zahnräder oder Baugruppen, die so klein sind, dass das bloße Auge sie nicht erkennt, lassen sich mit herkömmlichen Techniken kaum vereinzeln und transportieren. Beides ist nötig, um sie an den Ort zu bringen, an dem sie montiert werden. Die häufigste Methode, die Teile durch Rütteln in enge Kanäle zu befördern, in denen nur jeweils ein Teil Platz hat, versagt, wenn es um derartige Dimensionen geht.

Oberflächenspannung des Wassers trägt leichte Bauteile 

Da fiel den Wissenschaftlern am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart der Wasserläufer ein. Wie sein Name schon sagt flitzt er über die Oberfläche, ohne einzusinken. Getragen wird er von der Oberflächenspannung. Extrem kleine und damit leichte Bauteile sinken ebenso wenig ein, wenn sie vorsichtig aufs Wasser gelegt werden. Genau das macht sich die Gruppe um Dirk Schlenker zunutze. IPA.FluidSorting nennt sich ihre Maschine, die es schafft, selbst die kleinsten Teilchen zu vereinzeln und an den Montageplatz zu schwemmen.

Sobald sie sich auf der Wasseroberfläche befinden beginnen sie an den Rand zu driften. Daran sind die kaum messbare Wölbung der Oberfläche und die Schwerkraft schuld. Am Rand befinden sich Ablagefächer, die gerade so groß sind, dass in jedes ein einziges Teilchen passt. Sobald alle ihren Platz gefunden haben öffnet sich ein Ventil und das Wasser fließt ab.

Miniaturisierung steigert den Bedarf

Derart sortiert werden die Teile mit Mikrogreifern gepackt und zu ihrem Ziel gebracht, um montiert zu werden. „Gerade in den Bereichen Mikrosystem- und Feinwerktechnik, Mikroelektronik, Medizintechnik und Uhrenindustrie steigt der Einsatz von Automatisierung und integrierter Produktion rasch, während gleichzeitig die zu verarbeitenden Komponenten immer weiter miniaturisiert werden“, sagt Schlenker.

IPA.FluidSorting wird bei Bedarf durch ein Transportsystem erweitert. Einmal vereinzelt lässt sich ein Bauteil nach dem anderen durch enge Kanäle gewissermaßen verschiffen, sodass sich verschiedene Montagestationen bedienen lassen. Vor dem Einbau werden die Teile in einem warmen Luftstrom von eventuell anhaftenden Wassermolekülen befreit. „Mit IPA.FluidSorting können wir im Prinzip sogar Staubkörner sortieren“, so Schlenker.

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