Mikroaktorik

Mikroaktoren sind neben Sensoren, Steuereinrichtungen etc. eine funktionsbestimmende Subkomponente von Mikrosystemen. Die Struktur des Mikroaktors hängt dabei vom gewählten Antriebsprinzip und den gewünschten funktionellen Eigenschaften ab.In der Medizintechnik finden Mikroaktoren beispielsweise Anwendung in Geräten für die minimalinvasive Chirurgie. In der optischen Sensorik bewegen sie Kippspiegel für Scanner oder steuern die Brennweiten von Linsen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet von piezoelektrischen Aktoren ist das Feinjustieren und Manipulieren von Mikroobjekten.

In diesem Kurs lernen Sie anhand von E-Lectures und Übungsaufgaben die theoretischen Grundlagen der diversen Aktorprinzipien kennen. Diese werden im Rahmen eines eintägigen Expertenvortrags durch typische Designs und Anwendungen ergänzt.

Der Praxisbezug wird zum Einen durch ein virtuelles Seminar zu speziellen Bauformen hergestellt. Zum Anderen erhalten Sie in einem zweitägigen Workshop die Gelegenheit "mit den Händen im Labor" einen eigenen Aktor - basierend auf einer Simulation des Bauteils - zu fertigen und zu vermessen.

Allgemeine Einführungsveranstaltung in Freiburg
Sie lernen die Fachexperten Prof. Ulrike Wallrabe und Dr. Matthias Wapler kennen und erhalten einen Überlick über die Inhalte des Moduls. Das IEMS-Team führt Sie in die Methoden des Online-Lernens ein und beantwortet Ihre organisatorischen Fragen.

E-Training & Online-Meeting
Nach einer auf die Aktorik maßgeschneiderten sehr kondensierten Zusammenfassung der Mechanik lernen Sie anhand von E-Lectures diverse Aktorprinzipien kennen (z.B. Elektrostatik, Elektromagnetik, Piezoelektrik, Thermische Aktoren etc.). Anhand von darauf abgestimmten Übungen vertiefen Sie die theoretischen Grundlagen.

Expertenvortrag in Freiburg
Während dieser eintägigen Präsenzveranstaltung in Freiburg erhalten Sie Einblicke in das Forschungsgebiet der Mikroaktorik. Anhand von Ausführungs- und Anwendungsbeispielen diverser Aktorprinzipien wird die Relevanz neuester wissenschaftlicher Forschungsergebnisse in Ihr Unternehmens- und Arbeitsumfeld verdeutlicht. Eine Auswahl der diskutierten Prinzipien:

• Shape Memory: Beispiele aus der Medizintechnik (hauptsächlich superelastische Nutzung), Diskussion der Möglichkeiten zur direkten bzw. hybriden Integration in Mikrosysteme
• Elektrostatik: Beispiele aus den Optical MEMS mit Plattenkondensatoren, Kammaktoren und Elektrowetting
• Magnetik: Reluktanzaktoren - Beispiele auf den Optical MEMS und Motoren, Wirbelstromaktoren - Magnetisches Schweben, dazu gehörend Fertigung von 3D Mikrospulen
• Piezoaktorik: Peristaltische Pumpen, Inch-Worm-Motoren, adaptive Optik
• Thermische Aktoren: Mikrolinsen und Mikro-Hebebühnen
• Hydrodynamik: Zentrifugale Mikrofluidikplattform und Mikroturbinen

2-tägiger Workshop in Freiburg
In zwei Tagen erarbeiten Sie ein Design für einen Piezoaktor und haben die Gelegenheit dieses auch praktisch umzusetzen. Das Design der Piezoaktoren wird mit Hilfe von Simulationssoftware ausgelegt, die Piezos werden anschließend mit einem UV-Laser strukturiert und ihre Auslenkung mit einem Laserdistanzsensor vermessen.

Im Team haben Sie die Möglichkeit, eine Anwendung aus ihrem Arbeitsumfeld umzusetzen (solange diese mit den zur Verfügung stehenden Aktoren kompatibel ist). Die erzielten Ergebnisse werden abschließend in der Runde vorgestellt und diskutiert. Der Workshop schließt mit einem Kompetenznachweis (voraussichtlich in Form einer Klausur) ab.