Leistungszentrum »Funktionsintegration für die Mikro-/Nanoelektronik«
Für eine zukünftig selbstorganisierende, nutzerzentrierte und bedarfsgesteuerte Produktion (Industrie 4.0) bedarf es einer Vielzahl vernetzter, in die Struktur der Produktionsanlagen integrierter Sensoren und Aktoren. Diese sollten möglichst klein, kompakt und robust sein, sowie idealerweise drahtlos kommunizieren können.
Ein vielversprechender Ansatz hierfür ist die Funktionsintegration von mikroelektronischen und mikroelektromechanischen Komponenten in Anlagenbauteilen.
Um eine in die Prozesssteuerung integrierte Zustandsüberwachung von Maschinen und Anlagen an bisher nicht oder nur schwer zugänglichen Positionen realisieren zu können, sind im Maschinenbau neue Herausforderungen zu lösen. So müssen die dafür benötigte Sensorik/Aktorik, sowie die zugehörigen miniaturisierten Komponenten für eine vernetzte und energieeffiziente Datenübertragung zu wesentlichen Teilen direkt in die Strukturen von Antrieben oder Werkzeugen integriert werden.
Hierzu konzipiert, entwickelt und erprobt das Leistungszentrum unter Mitwirkung des Fraunhofer IWU die Integration von Sensoren und Aktoren in Maschinen am Beispiel eines Kugelgewindetriebes durch die Implementierung eines Sensorrings. Durch die intelligenten Funktionen im Sensorring kann der Verschleiß im Kugelgewindetrieb während des Betriebs gemessen werden. Wartung und Austausch können somit bedarfsgerecht erfolgen. Dadurch können Wartungszeiten verkürzt und Kosten eingespart werden.
Im bestehenden Sensorring sowie im Kugelgewindetriebdemonstrator werden die folgenden Technologien eingesetzt:
- Vollständige Strukturintegration (Mikro/Nano) aller Kernkomponenten durch konsequente Miniaturisierung
- Kabellose Datenübertragung aus metallisch abgeschirmter Umgebung, je nach Anforderungen über Bluetooth/NFC/LiFi
- Energieversorgungs- und -managementkonzepte für kabellose IoT-Lösungen
- Integration von »Intelligenz«: Sensornahe Datenverarbeitung bis zu Implementierung von KI-Funktionalitäten
- Flexible Bauform: Anpassbarkeit an den verfügbaren Bauraum
Sie haben weitere Ideen, wie mit den zugrundeliegenden Technologien der Mikro-/Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik Ihre Maschinen mit intelligenten Funktionen ausgestattet werden können? Sprechen Sie uns gerne an