Gecko greift sanft
Flächen und Folien im Vakuum rückstandslos bewegen.
Komponenten mit hochempfindlichen Oberflächen sind typische Produkte der Automobil-, Halbleiter- und Displaytechnologie. Während des Produktionsprozesses werden solche Teile in vielen Verfahrensschritten hin- und hertransportiert. Jedes Anheben über herkömmliche Greifsysteme birgt das Risiko von Beschädigungen oder anhaftenden Rückständen. Saugsysteme vermindern Rückstände, versagen jedoch im Vakuum oder auf gekrümmten Oberflächen. Am Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) haben Forscher das Haftprinzip nach dem Vorbild des Geckos nun so weiterentwickelt, dass sie es auch im Vakuum verwenden können.
Abb.: Das Gecko-Prinzip ermöglicht sanftes Greifen – auch im Vakuum. (Bild: Uwe Bellhäuser)
„Künstlich hergestellte, mikroskopische Säulen, sogenannte Gecko-Strukturen, können über rein physikalische Wechselwirkungen an Objekten haften. Durch mechanische Manipulation der Strukturen lässt sich die Haftung an- und abschalten. Damit können Objekte schnell und sehr genau angehoben und abgelegt werden“, erklärt Karsten Moh vom Programmbereich Funktionelle Mikrostrukturen. „Diese Technik ist besonders im Vakuum von Interesse, denn hier versagen Saugnäpfe“, meint Moh. Auch der Transport von besonders dünnen Blechen oder Folien lässt sich so bewerkstelligen ohne diese zu verformen. Auf glatten, ebenen Oberflächen werden mit den heute entwickelten Haftstrukturen Haftkräfte von mehr als 1 Newton pro Quadratzentimeter erreicht. „In unseren Testläufen hat sich das System auch nach 100.000 Durchläufen immer noch bewährt“, meint der Upscaling-Experte Moh. Auch leicht raue Oberflächen können mittlerweile zuverlässig gehandhabt werden.
Derzeit liegt der Fokus auf der weiteren Steigerung der Haftkraft, um auch große Werkstücke und Materialien hoher Dichte wie zum Beispiel Metalle ressourcen- und energieeffizient greifen und bewegen zu können. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines Systems, dass es erlaubt, mit dem vorgestellten Haftprinzip auch gewölbte Flächen rückstandlos zu bewegen. Darüber hinaus untersuchen die Forscher, ob sich die Haftung auch über andere Auslöser, wie zum Beispiel Licht, ein Magnetfeld, ein elektrisches Feld oder eine Temperaturänderung steuern lässt.
Das INM präsentiert die neue Gecomer-Technologie auf der diesjährigen Hannover Messe am Stand B46 in Halle 2 im Rahmen der Leitmesse Research & Technology vom 13. bis 17. April.
INM / LK
