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Forschungsprojekt

Konzeption, Herstellung, Erprobung und Spezifikation eines steifigkeitsangepassten Mikrotasters aus Kunststoff für die Verwendung in dreidimensionalen Koordinatenmessgeräten

Projektzeitraum

Beginn: Oktober 2010
Ende:   Oktober 2013


Projektbeschreibung

Das DFG-Projekt „Mikropolymertaster“ befasst sich mit der Konzeption, Herstellung, Erprobung und Spezifikation eines steifigkeitsangepassten Mikrotasters aus Kunststoff für die Verwendung in dreidimensionalen Koordinatenmessgeräten. Im Rahmen des Vorhabens werden diese Mikrotaster in ein Verzahnungsmessgerät P40 der Firma Klingelnberg, integriert. Der Mikrotaster besteht aus einer so genannten Bossmembran, die an dem Institut für Mikrotechnik der TU Braunschweig entwickelt wurde (s. Abbildung 1).

 

Abbildung 1 - Skizze des am IMT entwickelten Mikrotasters

Taststift und Membran ermöglichen, basierend auf dem piezoresistiven Effekt, Kraftmessungen im Bereich von einigen µN in den drei Raumrichtungen. Dafür werden auf dem Sensor eindiffundierte Piezowiderständen in vier wheatstoneschen Messbrückenanordnungen miteinander verbunden (s. Abbildung 2). Die wheatstoneschen Messbrücken ermöglichen das Erfassen von sehr geringen Widerstandsänderungen, welche auf Grund nur geringer Kräfte und deren auf der Membran verursachten Verformungen entstehen. Jeder Sensor besitzt vier Brücken, deren Anordnungen und Auswertungen die Kraftmessung in drei Raumrichtungen erlaubt.

 

Abbildung 2 - Darstellung des im IMT entwickelten SI-Sensors

Mittels einer angepassten Auswerteelektronik werden die vier Brückenspannungsänderungen durch einen in der Steuerung der P40 integrierten A/D-Wandler digitalisiert und im Controller bearbeitet.


Projektpartner

Institut für Mikrotechnik (TU Braunschweig), Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (TU Clausthal-Zellerfeld), 1 Industriepartner


Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Nelson Ferreira und Dr.-Ing. Karin Kniel