月: 2023年9月

Was ist ein 1-Achsen-Positioniertisch?

1-Achsen-Positioniertische sind Positioniertische mit Achsen zur Bewegung in eine Richtung.

1-Achsen-Positioniertische bewegen sich je nach Produkt nur in eine Richtung, z. B. horizontal oder vertikal (senkrecht). 1-Achsen-Positioniertische können in jeder beliebigen Position positioniert werden; bei der Verwendung von 1-Achsen-Positioniertischen müssen die Bewegungsrichtung des Tisches und die Positioniergenauigkeit je nach Anwendung berücksichtigt werden.

Da es sich nur um einen 1-Achsen-Tisch handelt, muss ein Zwei-Achsen-Tisch verwendet werden, wenn z. B. zwei Bewegungsachsen erforderlich sind, eine in Links-Rechts-Richtung und die andere in Vorne-Rückwärts-Richtung. 1-Achsen-Positioniertische, die mit einer Messschraube ausgestattet sind, können auch für Positionierungen verwendet werden, die eine hohe Präzision erfordern.

Anwendungen für 1-Achsen-Positioniertische

1-Achsen-Positioniertische werden in Prüf- und anderen Geräten zur Positionierung und Justierung eingesetzt. Die Genauigkeit hängt von den Führungs- und Vorschubmechanismen ab.

Auch die Eigenschaften von 1-Achsen-Positioniertischen variieren je nach Führungs- und Vorschubmechanik. Es ist daher notwendig, einen 1-Achsen-Positioniertisch auszuwählen, der dem Verwendungszweck und den Bedingungen entspricht.

Im Folgenden sind Beispiele für 1-Achsen-Positioniertische im Einsatz:

• Positionierung von Geräten zur Produktkontrolle.
• Hubverstellung von Ausrüstungspositionen (Teilen).
• Einstellung von Produktmontagevorrichtungen zur Anpassung an Modelländerungen.
• Transport und Positionierung von FA-Ausrüstung.

Funktionsweise der 1-Achsen-Positioniertische

1-Achsen-Positioniertische bestehen im Wesentlichen aus drei Mechanismen: einem Führungsmechanismus, einem Vorschubmechanismus und einem Klemmmechanismus; durch die Kombination dieser drei Mechanismen kann die Genauigkeit des 1-Achsen-Positioniertisches verändert werden.

Im Folgenden werden die typischen Systeme des Führungsmechanismus und des Vorschubmechanismus beschrieben:

1. Führungsmechanismus

Es gibt drei Haupttypen von Führungsmechanismen:

Schwalbenschwanz-Nut-System
Dieser Führungsmechanismus verwendet eine trapezförmige Schwalbenschwanznut und einen Schwalbenschwanzzapfen, der in die Schwalbenschwanznut passt. Aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten zwischen Schwalbenschwanz und Schwalbenschwanz eignen sie sich nicht für eine hochpräzise Positionierung. Andererseits ist es kostengünstig und daher für einfache Positionieranwendungen geeignet.

Kreuzrollensystem
Hierbei handelt es sich um einen Führungsmechanismus mit einem Schlitten mit eingebauten Rollen und Schienen mit V-Nuten. Die Rollen rollen in der V-Nut, während sich der Läufer entlang der Schiene bewegt. Er zeichnet sich durch seine hohe Steifigkeit aus. Aufgrund der geringen Reibung und des geringen Vorschubs eignet es sich auch für eine genaue Positionierung.

Kugelführung
Hierbei handelt es sich um einen Führungsmechanismus, der einen Läufer mit eingebauten Kugeln und eine Schiene mit einer bogenförmigen R-Nut verwendet. Die Kugel rollt in der R-Nut, während sich der Läufer auf der Schiene bewegt. Wie das Kreuzrollensystem ist es für eine genaue Positionierung geeignet.

2. Vorschubmechanismus

Es gibt ungefähr drei Arten von Vorschubmechanismen:

Zahnstange und Ritzel
Dieser Vorschubmechanismus verwendet eine Schiene, auf der eine Zahnstange und ein Zahnrad, das sogenannte Ritzel, angebracht sind. Er zeichnet sich durch hohe Vorschubgeschwindigkeiten aus, ist aber nicht für eine genaue Positionierung geeignet.

Vorschubspindel
Hierbei handelt es sich um einen schraubenförmigen Vorschubmechanismus mit Außen- und Innengewinde. Zu dieser Art von Vorschubmechanismus gehören zum Beispiel Kugelumlaufspindeln. Ein feiner Vorschub ist möglich, aber die langsame Vorschubgeschwindigkeit macht ihn ungeeignet für die Positionierung mit langen Hüben.

Mikrometer
Dies ist ein schraubenförmiger Vorschubmechanismus, der eine feinere Vorschubgenauigkeit als eine Vorschubschraube ermöglicht. Der Vorschub ist präziser als bei einer Vorschubspindel, aber die Vorschubgeschwindigkeit ist langsamer als bei einer Vorschubspindel, so dass er sich nicht für die Einstellung über lange Hübe eignet.

Arten von 1-Achsen-Positioniertischen

Es gibt drei Arten von 1-Achsen-Positioniertischen: Lineartische, Rotationstische und goniometrische Tische.

1. Lineartische

Lineartische sind 1-Achsen-Positioniertische mit einem Tisch, der sich linear in einer Richtung bewegt, entweder horizontal oder vertikal. 

2. Rotationstische

Rotationstische sind 1-Achsen-Positioniertische mit einem Tisch, der sich in vertikaler Richtung als Drehachse dreht.

3. Goniometrische Tische

Bei einem goniometrischen Tisch bewegt sich der Tisch in einem Bogen mit einem Punkt auf der Senkrechten des Tisches als Drehpunkt. Der Neigungswinkel des Tisches kann eingestellt werden.

Weitere Informationen über 1-Achsen-Positioniertische

Motorisierte 1-Achsen-Positioniertische

1-Achsen-Positioniertische sind nicht nur manuell bedienbar, sondern werden teilweise auch motorisch angetrieben. In diesem Fall wird die Positioniergenauigkeit durch die Genauigkeit des Vorschubmechanismus und die Auflösung des Motors bestimmt.

Die Spezifikationen des Motors sind daher ebenfalls wichtig. Im Allgemeinen werden Servomotoren oder Schrittmotoren für eine präzise Positionierung verwendet.

Was ist ein Kreuztisch?

Kreuztische (XY-Achsen-Tische) sind Positioniertische mit zwei Achsen: die X-Achse für die Links-Rechts-Bewegung und die Y-Achse für die Vorwärts-Rückwärts-Bewegung.

Die Verwendung von zwei Achsen zur einfacheren Positionierung ist ein Vorteil von Kreuztischen, die im Allgemeinen aus sich überlappenden Tischen bestehen, die sich in der Richtung jeder Achse bewegen.

Die Genauigkeit und die Eigenschaften von Kreuztischen variieren je nach dem Führungsmechanismus, der den Tisch führt, und dem Vorschubmechanismus, der den Tisch bewegt.

Anwendungen von Kreuztischen

Kreuztische werden in einer Vielzahl von Anlagen eingesetzt, in denen eine Positionierung erforderlich ist. Beispiele sind Halbleiterfertigungsanlagen, die eine Werkstückpositionierung erfordern, und Mikroskope, die eine Probenpositionierung benötigen.

Es gibt eine breite Palette von Kreuztischen, von Niedrigpräzisions- bis zu Hochpräzisionstischen, je nach Führungsmechanismus und Vorschubmechanismus. Auch die Eigenschaften unterscheiden sich je nach Führungsmechanismus und Vorschubmechanismus. Es ist daher notwendig, einen Kreuztisch mit der für die Anwendung geeigneten Genauigkeit und Ausstattung auszuwählen.

Funktionsweise von Kreuztischen

Kreuztische sind mit einem Tischführungsmechanismus und einem Vorschubmechanismus ausgestattet. Im Folgenden wird das typische System der einzelnen Mechanismen beschrieben:

1. Führungsmechanismus

Schwalbenschwanz-Nut-System
Dieser Führungsmechanismus verwendet eine trapezförmige Schwalbenschwanznut und einen Schwalbenschwanz, der in die Schwalbenschwanznut passt. Der Schwalbenschwanz gleitet in der Schwalbenschwanznut. Aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten ist sie nicht für eine hochpräzise Positionierung geeignet. Andererseits ist es kostengünstig und daher ideal für einfache Positionieranwendungen.

Kreuzrollensystem
Hierbei handelt es sich um einen Führungsmechanismus mit einem Schlitten mit eingebauten Rollen und Schienen mit V-Nuten. Während sich der Läufer entlang der Schiene bewegt, rollen die Rollen in linearen Kontakt mit den Seiten der V-Nut. Er zeichnet sich durch hohe Steifigkeit aus. Aufgrund der geringen Reibung und des geringen Vorschubs eignet er sich auch für eine genaue Positionierung.

Kugelsystem
Hierbei handelt es sich um einen Führungsmechanismus, der einen Läufer mit eingebauten Kugeln und eine Schiene mit einer bogenförmigen R-Nut verwendet. Während sich der Läufer entlang der Schiene bewegt, rollt die Kugel in Kontakt mit der Seite der R-Nut.

Die Besonderheit dieses Systems besteht darin, dass der Kontakt zwischen der R-Nut und den Kugeln gut ist und es eine stabile Tragfähigkeit für Belastungen in alle Richtungen aufweist. Die Bewegungsgenauigkeit unterscheidet sich nicht wesentlich von der des Kreuzrollensystems und ist ebenfalls für eine genaue Positionierung geeignet.

2. Vorschubmechanismus

Zahnstange und Ritzel
Dieser Vorschubmechanismus verwendet eine Schiene, auf der eine Zahnstange und ein Ritzel genanntes Zahnrad angebracht sind. Er zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, den Tisch schnell vorzuschieben, ist aber nicht für eine hochpräzise Positionierung geeignet.

Vorschubspindel
Es handelt sich um einen schraubenförmigen Vorschubmechanismus mit Außen- und Innengewinde. Kugelumlaufspindeln gehören zum Beispiel zu dieser Art von Vorschubmechanismus. Der Tisch kann mit der Auflösung der Spindelsteigung zugestellt werden, was einen feinen Vorschub ermöglicht, aber die Vorschubgeschwindigkeit ist langsam und eignet sich nicht für die Positionierung über lange Hübe.

Mikrometer
Hierbei handelt es sich um einen schraubenförmigen Vorschubmechanismus, der einen feineren Vorschub als eine Vorschubschraube ermöglicht. Der innere Aufbau ist fast identisch mit dem einer Vorschubspindel. Er verfügt über eine Skala, so dass der genaue Verfahrweg bestimmt werden kann. Die Vorschubgeschwindigkeit ist ebenfalls langsam und eignet sich daher nicht für die Positionierung über lange Hübe.

Ein Kreuztisch wird durch die Kombination der oben beschriebenen Führungs- und Vorschubmechanismen für die jeweilige Anwendung konstruiert. Kreuztische sind nicht auf manuell betriebene Kreuztische beschränkt, sondern auch auf solche, bei denen jede Achse von einem Motor angetrieben wird.

In diesem Fall wird die Genauigkeit der Positionierung durch die Genauigkeit des Vorschubmechanismus und die Auflösung des Motors, der ihn antreibt, bestimmt, so dass die Auswahl der Motorspezifikationen ebenfalls wichtig ist. Im Allgemeinen werden Servomotoren oder Schrittmotoren verwendet, wenn eine präzise Positionierung erforderlich ist.

Aufbau von Kreuztischen

Kreuztische bestehen im Allgemeinen aus einer Basis, einem X-Achsen-Tisch und einem Y-Achsen-Tisch, wobei der Y-Achsen-Tisch in Y-Richtung (vor und zurück) relativ zur Basis und der X-Achsen-Tisch in X-Richtung (links und rechts) relativ zum Y-Achsen-Tisch verfahren werden kann.

Handelt es sich bei dem Vorschubmechanismus beispielsweise um eine Vorschubschraube, so ist das Außengewinde des Vorschubmechanismus der Y-Achse an der Basis und das Innengewinde des Vorschubmechanismus der Y-Achse am Y-Achsen-Tisch befestigt. Das Außengewinde des Vorschubmechanismus der X-Achse ist am Tisch der Y-Achse und das Außengewinde des Vorschubmechanismus der X-Achse ist am Tisch der X-Achse befestigt.

Wenn der Vorschubmechanismus der Y-Achse den Tisch der Y-Achse in der Y-Richtung relativ zur Basis bewegt, bewegt sich der Tisch der X-Achse mit ihm in der Y-Richtung; wenn der Vorschubmechanismus der X-Achse den Tisch der X-Achse in der X-Richtung relativ zum Tisch der Y-Achse bewegt, bewegt sich nur der Tisch der X-Achse in der X-Richtung.

Was ist eine chemisch-mechanische Poliermaschine (CMP)?

Chemisch-mechanische Poliermaschinen (CMP) werden zum Polieren von Siliziumwafern verwendet, wobei CMP für Chemical Mechanical Polishing steht. Halbleiter werden in sehr kleinem Maßstab hergestellt und erfordern daher ein gleichmäßiges, hochpräzises Polieren. Sie bestehen aus mehreren Schichten unterschiedlicher Härte, die jeweils mit dem entsprechenden Druck, Schleifmitteln und Chemikalien poliert werden müssen. Beim Polieren werden die Oberflächen und Unregelmäßigkeiten je nach Zusammensetzung der Schichten des jeweiligen Halbleiters chemisch umgesetzt und mechanisch mit Schleifpapier entfernt.

Anwendungen von chemisch-mechanischen Poliermaschinen (CMP)

Chemisch-mechanische Poliermaschinen (CMP) werden in der Halbleiterfertigung eingesetzt, um die durch Ätzen, Oxidschichtbildung, Ionendiffusion usw. verursachten Oberflächenunregelmäßigkeiten zu glätten. CMP ermöglicht eine äußerst präzise Glättung und erleichtert das Aufbringen weiterer Schichten auf die geglättete Oberfläche. Bei der Auswahl von chemisch-mechanischen Poliermaschinen müssen die Genauigkeit der Planarisierung, die verwendeten Chemikalien und chemischen Verfahren sowie die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Siliziumwafer berücksichtigt werden.

Funktionsweise von chemisch-mechanischen Poliermaschinen (CMP)

In diesem Abschnitt wird die Funktionsweise von chemisch-mechanischen Poliermaschinen (CMP) beschrieben, die in der Regel sehr groß sind, um eine große Anzahl von Siliziumwafern gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit zu bearbeiten. Die Komponenten sind ein Drehtisch, ein Polierbereich mit Düsen zum Auftragen von Chemikalien und Chemikalien, Schleifpapier usw. Weitere Komponenten sind ein Roboter für den Transport der Siliziumscheiben, ein Reinigungsbereich nach dem Polieren und ein darüber liegender Erfassungsbereich.

Der Grundvorgang besteht darin, dass Chemikalien und chemische Mittel durch Düsen auf die Siliziumscheiben gesprüht werden und Sandpapier auf die Scheiben gepresst wird, die dann durch die Drehung des Drehtisches mit hoher Geschwindigkeit poliert werden. Die Ziele des chemischen Polierens sind Oxidschichten, Wolfram- und Kupferdrähte. Bei Oxidschichten wird die Oxidschicht in einer alkalischen Lösung aufgelöst und mit Siliziumoxid der gleichen Zusammensetzung poliert. Bei Wolframdrähten wird die Oberfläche des Wolframs oxidiert und mit Siliziumoxid poliert. Bei Kupferdrähten wird das Kupfer oxidiert, dann komplexiert und mit Siliziumoxid oder ähnlichem poliert.

Was ist eine Rundtisch-Schleifmaschine?

Eine Rundtisch-Schleifmaschine ist eine Maschine, in der das Werkstück, der zu bearbeitende Gegenstand, auf einen rotierenden Rundtisch gelegt und mit einer Schleifscheibe geschliffen wird.

Rundtisch-Schleifmaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich zum Schleifen von Werkstücken mit relativ großen Flächen eignen und dass sie Schleifmaschinen sind, die eine große Anzahl von Werkstücken gleichzeitig auf dem Tisch schleifen können. Im Allgemeinen erfolgt das Schleifen beim Flachschleifen durch eine seitliche Bewegung der Schleifmaschine, während die Art, bei der sich die Schleifmaschine dreht, mit dem Begriff Rotationsschleifen bezeichnet wird.

Anwendungen von Rundtisch-Schleifmaschinen

Rundtisch-Schleifmaschinen werden eingesetzt, wenn mehrere Werkstücke mit relativ großer Querschnittsfläche auf einmal effizient geschliffen werden sollen. Zu den spezifischen Werkstücken gehören große Mengen von Substraten, Wafern und Platten.

Es ist jedoch wichtig, die Angaben der einzelnen Hersteller genau zu prüfen, da die Durchsatzleistung beim Schleifen von Werkstücken weitgehend von der Größe des Tisches der Rundtisch-Schleifmaschine und der Größe der rotierenden Schleifscheibe abhängt.

Funktionsweise von Rundtisch-Schleifmaschinen

Das Prinzip einer Rundtisch-Schleifmaschine beruht auf einem Verfahren, bei dem mehrere Werkstücke nebeneinander auf einem großen, rotierenden Rundtisch platziert werden und eine rotierende Schleifscheibe, z. B. ein Diamanttopf, von der Oberseite aus eingesetzt wird, um einen großen Bereich der Oberfläche des Werkstücks auf einmal zu schleifen.

Da mit dieser Methode eine relativ große Schleiffläche gesichert werden kann, ist sie eine effizientere und schnellere Schleifmethode als das herkömmliche Flachschleifen, bei dem das Werkstück von einer Seite zur anderen bewegt wird.

Nachteilig ist jedoch, dass die Genauigkeit der Schleifmethode relativ schwierig ist und dass die Vorbereitung des Werkstücks für das Schleifen, z. B. das Einstellen des Werkstücks, Zeit in Anspruch nehmen kann. Da diese Schleifmaschinen jedoch große Mengen auf einmal bearbeiten können, ist es notwendig, eine Rundtisch-Schleifmaschine je nach Zweck und Anwendung der Schleifmaschine zu verwenden.

Weitere Informationen über Rundtisch-Schleifmaschinen

1. Der Unterschied zwischen Schleifen und Polieren

Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff Schleifen auf den Prozess des physikalischen Abtragens der Oberfläche eines Werkstücks, um Material zu entfernen, während sich der Begriff Polieren auf den Prozess des Polierens der Oberfläche eines Werkstücks bezieht, um seine Spiegeloberfläche zu erzeugen. In einigen Branchen werden die beiden Begriffe jedoch ohne Unterscheidung verwendet, wobei der Begriff Polieren im Allgemeinen das Schleifen umfasst.

Der Prozess des Polierens einer spiegelnden Oberfläche, der mit dem Schleifen einhergeht, wird auch als Läppen oder Schwabbeln bezeichnet, wobei häufig spezielle Schleifmittel sowie Schleifscheiben verwendet werden.

2. Unterschiede zwischen Rundtisch-Schleifmaschinen und Läppmaschinen

Läppmaschinen sind baugleich mit Rundtisch-Schleifmaschinen, da es sich um Maschinen handelt, bei denen mehrere Werkstücke auf einen Drehtisch gelegt und geschliffen werden. Läppmaschinen werden jedoch häufig eingesetzt, wenn die Werkstücke auf eine Spiegelgenauigkeit geschliffen werden müssen.

Läppmaschinen arbeiten mit einem Verfahren, bei dem das Werkstück zwischen einer oberen und einer unteren Platte eingeklemmt wird und die Präzision seiner ebenen Oberfläche nach dem Dreiseitenschlitzprinzip erhöht wird. Ein weiteres wesentliches Merkmal ist, dass das Werkstück durch Einfüllen von flüssigem Schleifmittel poliert wird, was sich von dem Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken auf Rundtisch-Schleifmaschinen unterscheidet.

Da diese Methode jedoch Zeit und Mühe erfordert, um die polierte Oberfläche zu bearbeiten, ist sie nicht für die Massenbearbeitung in kurzer Zeit geeignet, wie es bei Rundtisch-Schleifmaschinen der Fall ist.

3. Beispiele für Verbesserungen der Schleifgenauigkeit mit Rundtisch-Schleifmaschinen der nächsten Generation

Einige Hersteller von Rundtisch-Schleifmaschinen haben im Rahmen ihrer technologischen Innovationen höherwertige Modelle der nächsten Generation auf den Markt gebracht, die die Genauigkeit einer Läppmaschine erreichen sollen, ohne dabei eine Rundtisch-Schleifmaschine zu sein. Ihre Mechanismen sind sehr komplex, aber die folgenden Beispiele für Verbesserungen wurden angewandt, um die Schleifgenauigkeit und das Finish auf Spiegelniveau zu erhöhen und gleichzeitig die Eigenschaften einer Rundtisch-Schleifmaschine zu erhalten:

• Dauerelektromagnete, die thermisch unbeeinflusste Spannfutter sind, werden nach dem Einstellen des Werkstücks aktiviert
• Eine Funktion zur Überwachung und Steuerung des Schleifbetrags der Schleifscheibe
• Die Technologie wird eingesetzt, um die Neigung des Tisches, auf dem das Werkstück befestigt ist, mit höchster Präzision zu steuern.

Dies ist ein Beispiel für eine Rundtisch-Schleifmaschine der nächsten Generation mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit und -fähigkeit, die der des Schleifens näher kommt als der des Schleifens, was für Rundtisch-Schleifmaschinen einzigartig ist.

Was ist eine Saug-Blaspistole?

Eine Saug-Blaspistole ist eine Art von Luftpistole, ein mit Kompressor-Luft (Druckluft) betriebenes Gerät, das blasen, saugen und transportieren kann.

Es gibt zwei Arten von Luftpistolen: Handpistolen, die hauptsächlich mit den Händen bedient werden, und solche, die an bestimmten Maschinen oder Geräten angebracht sind.

Grundsätzlich ist das Innere einer Saug-Blaspistole hohl und frei von Hindernissen, die durch andere Teile verursacht werden, sodass ein sicheres Arbeiten möglich ist, da sich während des Betriebs keine Gegenstände darin verfangen können.

Anwendungen der Saug-Blaspistole

Die Saug-Blaspistole wird in einer Vielzahl von Produktionsstätten eingesetzt.

Die Blasfunktion der Saug-Blaspistole kann zum Reinigen der Baustelle verwendet werden, indem feiner Staub und andere Partikel weggeblasen werden, und der Luftdruck beim Ausblasen der Pistole kann zum Kühlen und Trocknen (Entfernen von Wassertropfen) verwendet werden.

Einige Saug-Blaspistole können auch zum Sprühen von abrasiven Materialien, Farben und Flüssigkeiten sowie für Oberflächenbehandlungen wie Entrosten und Entzundern verwendet werden.

Mit der Saugfunktion können Flüssigkeiten und Pulver angesaugt und zur Reinigung aufgefangen werden.

Funktionsweise der Saug-Blaspistole

Die Grundstruktur einer Saug-Blaspistole ist sehr einfach und besteht aus einer Ausblas- und Luftansaugöffnung und einem Kompressor zur Verdichtung der Luft.

Wenn die Saug-Blaspistole zum Ausblasen verwendet wird, wird Druckluft aus dem Kompressor in den Auslass gepumpt, und wenn Außenluft in den Einlass strömt, wird Luft mit hohem Druck aus dem Auslass geblasen, um die Arbeit auszuführen.

Bei Verwendung des Kompressors zum Ansaugen kann der gleiche Vorgang durch Umkehrung der Blas- und Ansaugöffnungen der Saug-Blaspistole durchgeführt werden, sodass der Gegenstand durch die Ansaugöffnung angesaugt werden kann.

Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, muss am Ausgang der Saug-Blaspistole ein Schlauch oder ein Staubbeutel angebracht werden.

Wenn ein Schlauch oder ein Rohr sowohl am Auslass als auch am Einlass angeschlossen wird, kann die Pistole auch als Transportpistole verwendet werden.

Es gibt auch ein Spiralstrahlsystem, mit dem große Luftmengen effizient ausgeblasen werden können, sodass Sie das Produkt mit den Funktionen wählen können, die für Ihre Anwendung und Ihren Standort am besten geeignet sind.

Was ist eine Druckprüfmaschine?

Eine Druckprüfmaschine ist eine Prüfmaschine, die verwendet wird, wenn eine Kraft auf ein Bauteil in Druckrichtung ausgeübt wird, um das Verhalten des Bauteils zu prüfen, oder wenn das Bauteil einem Druckversagen ausgesetzt wird, um seine physikalischen Eigenschaften zu messen.

Im Wesentlichen können sie die während der Prüfung erzeugte Kraft und den Weg über einen bestimmten Zeitraum kontinuierlich messen.

Einige können Prüfungen in Zugrichtung durchführen, indem sie die Richtung der Kraftmessdose (des Sensors, der die Kraft misst) ändern.

Verschiedene Unternehmen bieten eine breite Palette von Prüfmaschinen an, von kompakten Tischmaschinen (mit einer Kraft von wenigen N) bis hin zu Maschinen, die zum Brechen von Beton und Metall verwendet werden (mit einer Kraft von mehreren tausend kN).

Anwendungen von Druckprüfmaschinen

Druckprüfmaschinen werden eingesetzt, um die physikalischen Eigenschaften von Materialien unter Druck in der Grundlagenforschung in Labors und bei Materialherstellern zu prüfen und um zerstörende Prüfungen unter Druck bei industriellen Herstellern durchzuführen.

Sie werden häufig in industriellen Forschungszentren und industriellen Prüfzentren installiert und können zu relativ geringen Kosten (mehrere zehn USD pro Stunde) im Vergleich zu den Kosten für den Kauf einer Prüfmaschine verwendet werden, indem ihre Verwendung beantragt wird.

Es gibt viele Fälle, in denen die Prüfmaschine in industriellen Prüfzentren eingesetzt werden kann, vorausgesetzt, das Werkstück ist einfach und tragbar, es sind keine speziellen Vorrichtungen oder Werkzeuge zum Einrichten des Werkstücks erforderlich, die Prüfbedingungen (Kopfgeschwindigkeit, angenommener Hub) wurden bereits festgelegt und die Anzahl der Werkstücke steht fest, usw., und es wurden vorherige Vereinbarungen getroffen.

Funktionsweise der Druckprüfmaschine

Die Maschine besteht aus einer Basis, auf der das Werkstück installiert wird, einem beweglichen Teil, an dem oben eine Kraftmesszelle befestigt ist, und einem PC oder Touch Panel zur Erfassung der Messwerte der Kraftmesszelle.

Der Controller oder PC steuert die Maschine, bewegt das bewegliche Teil nach unten, klemmt das Werkstück zwischen der Basis und dem beweglichen Teil ein und übt in diesem Zustand eine Kraft in Druckrichtung aus. Durch Messung der aufgebrachten Kraft mit einer Kraftmessdose kann die in Kompressionsrichtung auftretende Kraft gemessen werden.

Aus den Positionsdaten der beweglichen Teile und den Kraftdaten der Kraftmessdose lassen sich die Kompressionseigenschaften des Werkstücks bestimmen. So können beispielsweise bei spröden Werkstoffen wie Kohlenstoffstahl der Druckelastizitätsmodul bis zum Druckversagen und die Bruchlast gemessen werden, während bei duktilen Werkstoffen wie Kupfer der Druckelastizitätsmodul, die Bruchlast und die Strecklast gemessen werden können. Dies ist möglich, weil während der Prüfung kontinuierlich Positions- und Belastungsdaten von mehreren bis zu mehreren Dutzend Punkten pro Sekunde erfasst werden können, beginnend unmittelbar nach Beginn der Prüfung und bis zum Ende der Prüfung.

Diese Prüfdaten können auch numerisch überprüft und auf der Systemschnittstelle grafisch dargestellt werden.

Was ist ein Vakuumschalter?

Ein Vakuumschalter ist ein Schalter, der den Druck unter dem Atmosphärendruck misst und einen Stromkreis öffnet oder schließt.

Er erkennt Änderungen des Unterdrucks und steuert den Flüssigkeitsstrom. Wenn ein bestimmter Wert erreicht ist, öffnet oder schließt der Schalter einen Stromkreis, um den Flüssigkeitsstrom zu ändern oder eine Sicherheitsvorrichtung zu aktivieren.

Eine weitere Anwendung sind Leistungsschalter zum Ein- und Ausschalten von Hochspannungen im Energiesektor. Da im Vakuum keine Lichtbögen erzeugt werden können, wird der Schaltmechanismus im Vakuumbehälter installiert und von außen betätigt.

Anwendungen für Vakuumschalter

1. Automatisierungssteuerungen

Vakuumschalter werden als Schalter für Steuer-, Transport-, Schutz- und Sicherheitskreise in verschiedenen Arten von automatisierten Vakuumanlagen eingesetzt. Sie werden in verschiedenen Anwendungen wie Sicherheitsverriegelungsmechanismen und Druckkontrolle eingesetzt, die ein hohes Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit erfordern.

Zu den spezifischen Anwendungen gehören Anlagen zur Herstellung von Halbleitern, chemische Analysegeräte, Anlagen zur Vakuumbeschichtung und mechanische Booster. Damit sie in verschiedenen Betriebsumgebungen eingesetzt werden können, bestehen sie aus Silizium oder rostfreiem Stahl, der mit allen Arten von Flüssigkeiten gut verträglich ist. Einige Produkte sind als Satz von Vakuumschaltern und Druckschaltern erhältlich.

2. Energieanwendungen

Im Energiesektor beziehen Gebäude, Fabriken, Eisenbahngesellschaften usw. Strom von Energieversorgern und installieren Hochspannungsschalter. In Hochspannungsleistungsschaltern werden häufig Vakuumschalter eingesetzt. Sie werden in der Regel manuell betätigt, einige werden jedoch auch durch Elektromagneten geöffnet und geschlossen.

Vakuumschalter werden auch in Hochspannungsschaltanlagen eingesetzt, wenn der Mast neben dem Transformator eine kastenförmige Metallstruktur aufweist. Vakuumschalter, die den Stromkreis mit der Kraft eines Elektromagneten öffnen und mit der Kraft einer Feder schließen, werden als elektromagnetische Vakuumschütze bezeichnet und zum Öffnen und Schließen von Motoren mit großer Leistung verwendet.

Sie werden häufig in 6 kV- und 3 kV-Hochspannungsstromkreisen eingesetzt und sollen den Stromkreis im Falle eines Fehlers in der Anlage oder im Stromnetz unterbrechen. Vakuumschalter sind so robust konstruiert, dass sie wiederholtem Betrieb standhalten. Einige Vakuumschalter sind explosionsgeschützt, aber im Allgemeinen können sie nicht mit explosiven oder entflammbaren Gasen oder Dämpfen verwendet werden.

Funktionsweise von Vakuumschaltern

1. Kontroll-Vakuumschalter

Vakuumschalter zur Steuerung bestehen aus einem elektrischen, pneumatischen, mechanischen oder elektronischen Schalter und einem Sensorteil. Der Sensorteil erfasst Druckverhältnisse und -änderungen und gibt ein vorbestimmtes Signal ab, wenn der obere oder untere Grenzwert des eingestellten Betriebsdrucks erreicht wird. Dieses Signal ermöglicht das Öffnen und Schließen des Stromkreises, sodass das darin befindliche Werkstück sicher befördert oder in einem sicheren Zustand gehalten werden kann.

Das druckmessende Teil besteht aus einem mechanischen Teil wie einer Rohrfeder, einem Faltenbalg oder einer Gummimembran und einem mechanischen oder elektronischen Schalter. Zu den verwendeten Materialien gehören Phosphorbronze, Edelstahl und Silikongummi und können für verschiedene Gase verwendet werden.

Vakuumschalter gibt es mit analoger oder digitaler Anzeige. Der digitale Typ hat eine ausgezeichnete Sichtbarkeit und ist leicht einzustellen.

2. Leistungsvakuumschalter

Vakuumschalter für elektrische Energieanwendungen werden zur Unterbrechung des Stromkreises im Falle eines Fehlers in der Anlage oder im Energiesystem eingesetzt. Sie zeichnen sich durch hohe Leistung und die Fähigkeit aus, alle Ströme zu unterbrechen, einschließlich Kurzschlussströme, Lastströme und Überströme. Normalerweise werden die Signale in Verbindung mit einem Überstromrelais oder einem ähnlichen Gerät empfangen, um abnormale Ströme zu unterbrechen.

Vakuumschalter haben eine Vakuumventilkonstruktion. Das Vakuumniveau ist hoch, etwa 10-3 bis 10-5 Pa. Im Ventil befinden sich zwei feste und zwei bewegliche Elektroden, und wenn eine Anomalie auftritt, werden die Kontakte durch einen Abstand getrennt, um abzuschalten. Im Vakuum wird der Lichtbogen beim Abschalten zerstreut und gelöscht.

Merkmale von Vakuumschaltern

1. breiter Einstellbereich

Der Einstellbereich für den Vakuumdruck ist groß und reicht von -10 bis -100 kP.

2. lange Lebensdauer

Das Vakuumdruck-Messgerät hat einen kleinen Einstellfehler, ist robust und hat eine lange Lebensdauer von mehr als 1 Million Zyklen.

3. Kompatibel mit einer Vielzahl von Medien

Die Abdichtung zur Atmosphäre ist geschweißt und besteht hauptsächlich aus Edelstahl, sodass sie für viele Arten von Gasen geeignet ist.

4. einpolige, zweipolige Kontakte

Viele sind mit einem einpoligen, zweiköpfigen Kontakt ausgestattet, der ein EIN/AUS-Zweipunkt-Steuersignal an der oberen oder unteren Grenze des Arbeitsdrucks liefert.

Weitere Informationen zu Vakuumschaltern

Vakuumschalter für Stoßströme

Im Bereich der elektrischen Energie und bei Hochtemperatur Plasma Experimenten werden häufig Stoßströme verwendet, die durch Kondensatorentladungen verursacht werden. Die Verwendung von Vakuumschaltern zum Schalten dieser Schockströme hat zu guten Eigenschaften geführt.

Sie dienen als Überbrückungsvorrichtung, um zu verhindern, dass bei hohen Strömen durch Unfälle eine Überspannung an die Last angelegt wird, indem sie diese kurzschließen und die Sicherung auslösen.

Was ist eine Vakuumformmaschine?

Eine Vakuumformmaschine ist eine Maschine, die eine Kunststoffplatte erwärmt und so formt, dass sie in eine Form passt.

Die Platte wird erwärmt und die Formvorrichtung formt die Platte entlang der Form. Dabei wird zwischen der Platte und der Form ein Vakuum angelegt, um die Platte in Kontakt mit der Form zu halten und überschüssige Luft zu entfernen. Nach dem Formen wird das Produkt durch eine Kühleinheit abgekühlt und aus der Form genommen.

Vakuumformmaschinen können problemlos dünnwandige oder große Produkte formen, und die Formen sind billiger als Spritzgussformen. Wenn die richtige Maschine gewählt wird, kann sie sowohl für die Massen- als auch für die Kleinserienproduktion eingesetzt werden. Das Vakuumformen wird häufig zur Herstellung von Kunststoffprodukten mit unterschiedlichen Formen und komplexen Geometrien eingesetzt.

Anwendungen von Vakuumformmaschinen

Vakuumformmaschinen können eingesetzt werden für:

1. zum Formen von Kunststofferzeugnissen

Sie werden zum Formen von Kunststofferzeugnissen wie Kunststoffflaschen, Lebensmittelbehältern, Spielzeug und Kosmetikbehältern verwendet.

2. Herstellung von Kunststoffplatten und -folien

Zum Formen von Kunststoffen in flüssigem Zustand zu Platten oder Folien nach dem Gießen. Außerdem werden Kunststoffplatten, Folien und Verbundfolien hergestellt.

3. Herstellung von Verpackungsmaterial für medizinische Geräte und Pharmazeutika

Zur Herstellung von Verpackungsmaterialien zum Schutz und zur Versiegelung von medizinischen Geräten und Arzneimitteln. Wird auch bei der Herstellung von Hygienematerialien verwendet.

4. Lagerung von Lebensmitteln

Herstellung von Behältern und Beuteln für die Lagerung von Lebensmitteln und zum Kochen.

5. Herstellung von Autoteilen, Haushaltsgeräten, Möbeln usw.

Wird bei der Herstellung von Innenteilen von Kraftfahrzeugen, Gehäusen von Haushaltsgeräten und Teilen von Möbeln verwendet.

6. Andere Anwendungen

Filter, Pumpen, Schutzgehäuse für elektronische Bauteile, Leichtbauplatten für Bau- und Schreibwaren werden mit Vakuumformmaschinen hergestellt.

Merkmale von Vakuumformmaschinen

Vorteile

Vakuumformmaschinen sind mit speziellen Formwerkzeugen und Heizgeräten ausgestattet, die eine hochpräzise Formgebung ermöglichen. Durch Änderung von Form und Größe der Formwerkzeuge können verschiedene Produkte hergestellt werden. Vakuumformmaschinen können auch in automatisierte Produktionslinien integriert werden, was die Produktionseffizienz erhöht.

Sie können auch die Produktionskosten senken, da mehrere Produkte gleichzeitig geformt werden können und relativ preiswerte thermoplastische Platten als zu verarbeitendes Material verwendet werden können.

Nachteile

Der Formgebungsprozess kann aufgrund der Zeit, die zum Erhitzen, Ansaugen und Abkühlen der Kunststoffplatte erforderlich ist, weniger effizient sein.

Darüber hinaus können die Anschaffungskosten für Vakuumformmaschinen im Vergleich zum Spritzgießen und anderen Verfahren höher sein. Der Nachteil ist daher eine höhere Anfangsinvestition.

Sie können weniger genau sein als Spritzgießmaschinen. Wenn der Schmelzpunkt der Kunststoffplatte, die Temperatureinstellung der Form und der Grad des Vakuums nicht genau sind, kann die Genauigkeit des geformten Produkts beeinträchtigt werden.

Verwendung von Vakuumformmaschinen

Vakuumformmaschinen erhitzen thermoplastischen Kunststoff, um ihn zu erweichen, der dann in eine spezielle Form gesaugt wird, um eine bestimmte Form zu bilden.

1. Erwärmung

Der Prozess der Erwärmung von thermoplastischem Harz, der in Vakuumformmaschinen verwendet wird. Die Wärme erweicht das Harz und erleichtert die Formgebung. Das Harz kann mit elektrischen Heizdrähten oder mit einer Infrarotheizung erwärmt werden.

2. Gießen

Bei diesem Verfahren wird das erwärmte Harz in eine spezielle Form gesaugt. Dabei wird das Harz erweicht, so dass es sich der Form anpasst. Zwischen der Form und dem Harz wird ein Vakuum erzeugt, um das Harz in die Form zu saugen.

3. abkühlen

Nach Abschluss der Formung wird das Harz aus der Form genommen und abgekühlt. Durch die Abkühlung härtet das Harz aus und behält seine Form bei. Zu den Abkühlungsmethoden gehören die Wasserkühlung und die Verwendung von Kaltluft.

Weitere Informationen über Vakuumformmaschinen

Über vakuumverpackte Beutel

Mit Vakuumformmaschinen hergestellte vakuumverpackte Beutel für Lebensmittel werden durch das Formen von Kunststofffolie hergestellt.

Vakuumbeutel werden zur Aufbewahrung von Lebensmitteln, Gewürzen, verderblichen Waren und Trockenprodukten verwendet. Vakuumbeutel halten Lebensmittel länger frisch, da ihnen die Luft entzogen wird und sie so der Oxidation und dem Wachstum von Bakterien vorbeugen.

Vakuumbeutel können in einer Vielzahl von Formen und Größen hergestellt werden und bestehen im Allgemeinen aus Polyethylen, Nylon, Polypropylen oder PET (Polyethylenterephthalat).

Vakuumbeutel werden nicht nur für Lebensmittel, sondern auch für andere Zwecke verwendet. Sie werden zum Beispiel für die Lagerung von Metall- und Elektronikbauteilen verwendet. Metall- und Elektronikteile können sich verschlechtern, wenn sie Oxidation, Feuchtigkeit oder Staub ausgesetzt sind, weshalb bei ihrer Lagerung eine hohe Luftdichtigkeit erforderlich ist. Vakuumbeutel können die Qualität dieser Bauteile erhalten, indem sie ihnen die Luft entziehen und sie versiegeln.

Sie werden auch für die Lagerung von Arzneimitteln und Kosmetika verwendet. Diese Produkte erfordern ein hohes Maß an Luftdichtheit während der Lagerung, da ihre Qualität durch Oxidation, Licht oder Feuchtigkeit beeinträchtigt wird. Um die Qualität dieser Produkte zu erhalten, werden vakuumverpackte Beutel verwendet.

Was ist ein elektrostatischer Aktuator?

Ein elektrostatischer Aktuator ist ein Gerät, das die durch elektrostatische Kräfte erzeugte Energie in eine Antriebskraft umwandelt, um Objekte zu bewegen.

Elektrostatische Aktuatoren werden hauptsächlich im Bereich der Optik eingesetzt. Zu den verwendeten Komponenten gehören Linsen mit variablem Fokus, Verschlüsse und Displays.

Zu ihren Merkmalen gehören geringes Gewicht, Flexibilität, Dünnheit und Transparenz. Aufgrund ihrer Eigenschaften ist zu erwarten, dass sie nicht nur im optischen Bereich, sondern auch beim Menschen Anwendung finden werden.

In der Forschung wird beispielsweise an künstlichen Muskeln, Armen und Beinen für Roboter gearbeitet. Die Entwicklung ist im Gange, um Bewegungen zu ermöglichen, die den menschlichen ähneln.

Anwendungen für elektrostatische Aktuatoren

• MEMS
  Elektrostatische Aktuatoren werden häufig zum Antrieb von MEMS verwendet.

MEMS ist die englische Abkürzung für Mikro-Elektro-Mechanische Systeme, ein Sammelbegriff für Halbleiter und elektronische Schaltungen.

MEMS umfassen auch Halbleiter, unterscheiden sich aber von gewöhnlichen Halbleitern dadurch, dass sie bewegliche Teile haben.

Bauteile, in denen Halbleiter verwendet werden, müssen kleiner sein, weshalb elektrostatische Aktuatoren benötigt werden, die dünner gemacht werden können.

• Künstliche Muskeln
  Geräte, die die menschliche Bewegung unterstützen, wie Pflegeroboter, Bein- und Handprothesen, erfordern flexible und komplexe Bewegungen. Daher werden künstliche Muskeln in Betracht gezogen, für deren Antrieb elektrostatische Aktuatoren eingesetzt werden.

Funktionsweise der elektrostatischen Aktuatoren

Das Prinzip eines elektrostatischen Aktuators ist ein Parallelplattenkondensator. Kondensatoren speichern Strom und geben ihn wieder ab. Dabei wird eine elektrostatische Kraft erzeugt, die in eine Antriebskraft umgewandelt wird.

Die erzeugte elektrostatische Kraft ist proportional zur Fläche der Platten und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den Platten. Das heißt, je dünner die Folie ist, desto größer ist die elektrostatische Kraft und desto größer ist die Antriebskraft.

Elektrostatische Aktuatoren haben den Nachteil, dass der Absolutwert der erzeugten Antriebskraft aufgrund ihrer geringen Größe klein ist. Um diesen Nachteil zu beheben, wurden neben der Dünnschichttechnologie auch andere Methoden zur Erhöhung der Antriebskraft eingesetzt, indem die Fläche der Aktoren parallel vergrößert wurde.

Neben den elektrostatischen Aktuatoren gibt es je nach der verwendeten Kraft auch noch die folgenden Aktuatoren.
Jeder hat seine eigenen Vor- und Nachteile, sodass es wichtig ist, sie auf unterschiedliche Weise einzusetzen.

• Thermische Stellantriebe
  Der Vorteil ist, dass sie einfach herzustellen sind. Der Nachteil ist, dass die Antriebskraft aufgrund der Anisotropie des Materials je nach Einsatzort variiert.
• Elektromagnetische Stellantriebe
  Können in Flüssigkeiten eingesetzt werden, was den Anwendungsbereich erweitert. Der Nachteil ist, dass sie schwer zu miniaturisieren sind.
• Piezoelektrische Aktoren
  Der Vorteil ist die hohe Antriebskraft. Der Nachteil ist, dass Hystereseverluste auftreten und die Antriebskraft schwächer sein kann als die zugeführte Energie.