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Entwicklung einer Greiferspitze zum Greifen mikromechanischer Bauelemente

Neu, Thorsten (1995):
Entwicklung einer Greiferspitze zum Greifen mikromechanischer Bauelemente.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

In dieser Diplomarbeit ist eine Greiferspitze zum adhäsiven Greifen mikromechanischer Bauteile entwickelt worden. Das Bauteil haftet an einem Kunsthonigtropfen (Adhäsiv), der durch das Pin-Transfer- oder Stiftübertragungsverfahren auf die Greiferspitze dosiert wird. Um es an der gewünschten Stelle abzusetzen, wird das Adhäsiv durch Wärmeleitung über die Greiferspitze erwärmt, wodurch die Fließfähigkeit des Honigs zunimmt und das Bauteil wegen seines Eigengewichts die Stoffbrücke aufreißt (Kohäsionsbruch). Um für den nächsten Greifvorgang einen definierten Grundzustand zu bekommen folgt eine Reinigung der Greiferspitze im Ethanolbad.

Als Grundlage dieser Arbeit dient eine Zusammenfassung der einzelnen Adhäsionstheorien und -modelle, die einen Überblick zum Thema "Kleben" gibt. Darauf aufbauend wurden mit verschiedenen Spitzen Greif- und Absetztests durchgeführt aus denen der oben beschriebene Testgreifer hervorging. Bei der Auswertung der Versuchsreihen zeigte sich, daß Greiferspitzen mit kleinem Normalpotential größere Haftkräfte aufbringen und somit entsprechend schwerere Bauteile gegriffen, und wieder abgesetzt, werden können.

Abschließend werden Gestaltungsrichtlinien erarbeitet, die über die Adhäsivmenge an der Greiferspitze, die Haftfestigkeit und das Ablösen des Bauteils entscheiden. Der daraus entstandene Prototyp besteht aus einem Aluminiumdraht, der schleifenförmig gebogen wurde. Dieser kann aufgrund seiner ohmschen Verluste, mit einem Strom von 2 bis 2,5A, innerhalb von 10s auf die Ablösetemperatur von 40 bis 60°C erhitzt werden. Durch seine geringe Wärmekapazität kühlt er, nachdem der Heizstrom abgeschaltet ist, binnen 4 bis 6s auf 30°C ab. Währenddessen kann er im Ethanolbad gereinigt werden und steht danach für den nächsten Greifvorgang zur Verfügung. Systematische Halte- und Absetzversuche konnten mit diesem Prototypen aus zeitlichen Gründen nicht mehr durchgeführt werden.

Technische Daten des Testgreifers :

* Adhäsiv: invertierte Disaccharidlösung

* Greiferspitze: handgeschliffene Aluminiumnadel

* erreichbare Haltekraft: 126µN

* Bauteilgewicht max.: 3-12mg

* Adhäsivmenge: ca. 350pl (entspricht 430ng)

* Greiftemperatur: 20-30°C

* Ablösetemperatur: 40-60°C (Greiferspitze)

* Reinigungsdauer: 10-15s

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 1995
Creators: Neu, Thorsten
Title: Entwicklung einer Greiferspitze zum Greifen mikromechanischer Bauelemente
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In dieser Diplomarbeit ist eine Greiferspitze zum adhäsiven Greifen mikromechanischer Bauteile entwickelt worden. Das Bauteil haftet an einem Kunsthonigtropfen (Adhäsiv), der durch das Pin-Transfer- oder Stiftübertragungsverfahren auf die Greiferspitze dosiert wird. Um es an der gewünschten Stelle abzusetzen, wird das Adhäsiv durch Wärmeleitung über die Greiferspitze erwärmt, wodurch die Fließfähigkeit des Honigs zunimmt und das Bauteil wegen seines Eigengewichts die Stoffbrücke aufreißt (Kohäsionsbruch). Um für den nächsten Greifvorgang einen definierten Grundzustand zu bekommen folgt eine Reinigung der Greiferspitze im Ethanolbad.

Als Grundlage dieser Arbeit dient eine Zusammenfassung der einzelnen Adhäsionstheorien und -modelle, die einen Überblick zum Thema "Kleben" gibt. Darauf aufbauend wurden mit verschiedenen Spitzen Greif- und Absetztests durchgeführt aus denen der oben beschriebene Testgreifer hervorging. Bei der Auswertung der Versuchsreihen zeigte sich, daß Greiferspitzen mit kleinem Normalpotential größere Haftkräfte aufbringen und somit entsprechend schwerere Bauteile gegriffen, und wieder abgesetzt, werden können.

Abschließend werden Gestaltungsrichtlinien erarbeitet, die über die Adhäsivmenge an der Greiferspitze, die Haftfestigkeit und das Ablösen des Bauteils entscheiden. Der daraus entstandene Prototyp besteht aus einem Aluminiumdraht, der schleifenförmig gebogen wurde. Dieser kann aufgrund seiner ohmschen Verluste, mit einem Strom von 2 bis 2,5A, innerhalb von 10s auf die Ablösetemperatur von 40 bis 60°C erhitzt werden. Durch seine geringe Wärmekapazität kühlt er, nachdem der Heizstrom abgeschaltet ist, binnen 4 bis 6s auf 30°C ab. Währenddessen kann er im Ethanolbad gereinigt werden und steht danach für den nächsten Greifvorgang zur Verfügung. Systematische Halte- und Absetzversuche konnten mit diesem Prototypen aus zeitlichen Gründen nicht mehr durchgeführt werden.

Technische Daten des Testgreifers :

* Adhäsiv: invertierte Disaccharidlösung

* Greiferspitze: handgeschliffene Aluminiumnadel

* erreichbare Haltekraft: 126µN

* Bauteilgewicht max.: 3-12mg

* Adhäsivmenge: ca. 350pl (entspricht 430ng)

* Greiftemperatur: 20-30°C

* Ablösetemperatur: 40-60°C (Greiferspitze)

* Reinigungsdauer: 10-15s

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Adhäsion mikromechanischer Bauteile, Adhäsiv, Greifen stoffschlüssig, Greifer mikromechanischer Bauteile, Kohäsionsbruch
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design (dissolved 18.12.2018)
Date Deposited: 04 Oct 2011 12:14
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1243

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 01-11-1994

Ende Datum: 06-02-1995

Querverweis: 17/24 EMKD 959, 17/24 EMKD 981, 17/24 EMKD 1046, 17/24 EMKD 1086, 17/24 EMKD 1211, 17/24 EMKDIS29

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKD 1243
Referees: Kunstmann, Dipl.-Ing. Christian and Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz
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