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Neue Maßstäbe in Puncto Genauigkeit

Für die Mikroelektronikfertigung entwickelt – eine hochdynamisches Positioniersystem für den Nanometerbereich. Um die hohen Anforderungen an Präzision und Dynamik zu erfüllen, kombinierte JAT Luftlagertechnik, Leichtbauweise und Präzisionsgranit in einem Gantry-System.
Bild: Jenaer Antriebstechnik GmbH

Um den sehr hohen Ansprüchen an Genauigkeit und Dynamik gerecht zu werden, entwickelte JAT ein innovatives Positioniersystem und kombiniert die Nischentechniken des klassischen Maschinenbaus miteinander – für vereinte Vorteile. Konzipiert ist das System als Gantry (X-Achsen), welches eine Leichtbauachse (Y-Achse) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff verfährt. Aufgrund seiner mechanisch und thermisch hohen Belastbarkeit ist der Verbundwerkstoff CFK prädestiniert für diesen Einsatz. Aus einem Carbon-Kohlkörper gefertigt, wird das Eigengewicht der Achse im Vergleich zu Vollmaterial um 75% reduziert. An der Leichtbau-Achse verfährt ein Schlitten, der ebenfalls aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht und nur 2 kg wiegt. Die enorme Reduzierung der Masse steigert die Dynamik des Mehrachssystems signifikant. Außerdem ersetzte JAT für ein reibungsloses Verfahren Wälzlagerführung durch Luftlager. Wälzlager durchlaufen drei Reibungsformen, Haftreibung, Gleitreibung, und Rollreibung, die die Dynamik des Systems einschränken würden. Die Verwendung von Luftlagern eliminiert die Reibung vollständig. Das System verfährt Stick-Slip-frei. Dadurch wird die Dynamik und auch Genauigkeit des Sys­tems außergewöhnlich hoch. Beschleunigungen von 100m/s2 sind damit umsetzbar. Das Fundament aus Granit bietet eine hohe thermische Stabilität und sehr gute Schwingungsdämpfung. Das Mehrachssystem positioniert wiederholgenau im zweistelligen Nanometerbereich. So setzt man derartige Systeme in der Elektronikfertigung für Pick and Place Anwendungen mit kurzen Strecken, bei denen es auf Beschleunigung ankommt, ein. Hochdynamisches Positionieren von Chips, Leiterplatten oder ähnlichen elektronischen Bauteilen, die Belichtung einzelner Bauelemente auf einem Wafer oder in der Leiterplattenbearbeitung beim Microdicing oder Microbonden sind Einsatzbeispiele dafür. Erstmals wird das System zur SPS 2022 in Nürnberg vorgestellt.

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Jenaer Antriebstechnik GmbH

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