Hilfe bei der Entwicklung innovativer Ultraschallsensoren
Anwendungsplattform für den Einsatz von mikromechanischen Ultraschall-Wandlern.
Viele Überwachungs-, Messungs- und Charakterisierungsaufgaben in der Industrie basieren heutzutage auf klassischen Ultraschallsensoren. Mikromechanische Ultraschall-Wandler stellen dabei eine innovative und effektive Weiterentwicklung dar. Die Investitionskosten für die Entwicklung solcher MUTs sind für viele kleine und mittelständische Unternehmen – kurz KMU – jedoch zu hoch. Daher entwickeln drei Fraunhofer-Institute gemeinsam eine Anwendungsplattform, welche auch solchen Unternehmen den Einsatz von MUTs ermöglicht. In einem ersten Schritt finden dazu ab Juli Workshops statt, um die gute Integrierbarkeit von MUTs in bereits bestehende Systeme aufzuzeigen.
Ob Distanzmessung und Mikropositionierung, Gestensteuerung und Kollisionssensorik, Endoskopie und Sonographie – Ultraschallsensoren bilden seit Jahren die Basis in der Industrie, Medizin und Mobilität. Aktuell werden diese anwendungsspezifischen Sensoren meist durch die KMUs selbst entwickelt und gefertigt. Der Einsatz von modernen mikromechanisch basierten Ultraschall-Elementen ermöglicht die Realisierung von hochkompakten Systemen, einer gesteigerten Sensitivität sowie einer effizienten Nutzung von Arrayfunktionalitäten wie Bildgebung oder Richtcharakteristik. Zudem können gesundheits- und umweltschädliche Materialien vermieden werden. Dem gegenüber stehen jedoch die zusätzlichen, meist hohen Kosten für die Entwicklung der halbleiterbasierten MUTs – eine oft unüberwindbare Hürde für viele kleine und mittlere Unternehmen. Eine Allianz von drei Fraunhofer-Instituten schafft hier Abhilfe.
„Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie und dem Fraunhofer-Institut für elektronische Nanosysteme wollen wir eine MUT-Plattform aufbauen. Durch einen modularen Ansatz können wir damit schnell und effizient innovative Ultraschallsysteme an spezifische Anwendungen anpassen und entwickeln“, erklärt Jörg Amelung vom Fraunhofer-Institut für photonische Mikrosysteme. Realisiert durch eine Förderung der Fraunhofer-Gesellschaft richtet sich das Projekt speziell an kleine und mittelständische Unternehmen, wodurch eine schnelle und effiziente Realisierung von innovativen und modernen Ultraschalllösungen auch für KMUs möglich wird. „Durch die Bündelung unserer Kompetenzen schaffen wir eine wirkungsvolle Allianz, welche nicht nur durch ihr Technologieportfolio für einen breiten Anwendungsbereich sorgt, sondern auch über die Infrastruktur für eine Pilotfertigung in eigenen Reinräumen verfügt“, so Amelung weiter. „Damit wird die Lücke zwischen akademischer Forschung und industrieller Entwicklung geschlossen und den KMUs ein attraktives Gesamtangebot auch für kleinere Stückzahlen offeriert.“
Im Rahmen des Aufbaus der MUT-Plattform sollen vorrangig drei zentrale KMU-Forschungsfelder, die Produktionstechnologie, die Mensch-Maschine-Interaktion und die Medizintechnik, adressiert werden. „Wir glauben, dass die wesentlichen Merkmale von MUTs, Miniaturisierung, verbesserte Sensitivität von Ultraschallelementen und Arrayfunktioalität, hier einen deutlichen Mehrwert schaffen“, erklärt Fabian Lofink, Leiter des Geschäftsfelds MEMS-Anwendungen am Fraunhofer-ISIT. Um möglichen Partnern die Technologien, Module und Systeme vorzustellen, sowie die Entwicklungsdienstleitungen der MUT-Plattform dazulegen, werden ab Juli 2021 Workshops mit interessierten KMUs stattfinden. „Darauf aufbauend wollen wir interessierten KMU-Partnern anbieten, für ihre Produkte gemeinsam potenzielle Chancen und Anforderungsprofile für MUTs ableiten, welche dann die Grundlage für weiterführende Machbarkeitsstudien und gemeinsame Entwicklungsprojekte legen.“ Ziel sei es, eine gute Integrierbarkeit der MUTs in bereits bestehende Systeme aufzuzeigen und diese auch für KMUs direkt einsetzbar zu machen.
Fh.-IPMS / RK
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