Gecko-Griff im Vakuum
Schaltbares Haftprinzip bewegt empfindliche Bauteile.
Automobil-, Halbleiter- und Displaytechnologie sowie Hersteller komplizierter Linsensysteme verwenden für ihre Waren Bauteile mit hochempfindlichen Oberflächen. Während des Produktionsprozesses werden solche Teile in vielen Verfahrensschritten hin- und hertransportiert. Jedes An- und Abheben über herkömmliche Greifsysteme birgt das Risiko von anhaftenden Rückständen oder Beschädigungen solcher Oberflächen. Saugnapfsysteme vermindern Rückstände, versagen jedoch im Vakuum oder auf rauen Oberflächen ihren Dienst. 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 an- und ausschalten können.
Abb.: Die Gecomer® Technologie ahmt mit künstlich hergestellten mikroskopischen Säulen das Gecko-Prinzip der Haftung nach. (Bild: Uwe Bellhäuser)
„Künstlich hergestellte, mikroskopische Säulen, sogenannte Gecko-Strukturen, können an verschiedenen Objekten haften. Durch ein Verbiegen dieser Säulen lässt sich die Haftung abschalten. Damit können Objekte rasch angehoben und abgelegt werden“, erklärt Karsten Moh vom Programmbereich Funktionelle Mikrostrukturen. Das funktioniere über verschiedene Mechanismen: Leichte Scher- oder Druckbewegungen bewirkten ein Abknicken der Säulen, ohne das angehobene Objekt zu beschädigen. „Diese Technik ist besonders im Vakuum von Interesse, denn hier versagen Saugnäpfe“, meint Moh. Damit ließen sich zum Beispiel Teile innerhalb einer Maschine für Gasphasenbeschichtung (CVD oder PVD) bewegen. Auf glatten, ebenen Oberflächen lassen sich mit den heute entwickelten Haftstrukturen rund 100 Gramm pro Quadratzentimeter heben und senken. „In unseren Testläufen hat sich das System auch nach 20.000 Durchläufen immer noch bewährt“, meint der Upscaling-Experte Moh.
Abb.: Der „Gecobot 2.0“ bewegt Bauteile mit dem Haftprinzip der Gecko-Strukturen. (Bild: Uwe Bellhäuser)
Nun arbeiten die Entwickler daran, mit dem vorgestellten Haftprinzip auch gewölbte und raue Flächen rückstandlos zu bewegen. „Dann könnten wir in Zukunft zum Beispiel auch Glaslinsen, oder Stoßstangen bewegen, ohne dass sie schon im Produktionsprozess Schaden nehmen“, fasst Moh zusammen.
Mit dem „Gecobot 2.0“ zeigen die Entwickler die Umsetzung dieser Haftprinzipien auf der internationalen Messe TechConnect World, Washington DC, USA, am Stand 301, German Area, am 16. und 17. Juni.
INM / LK
