Mikrodosieren leicht gemacht

Egal ob Blut, Fett, Öl oder Klebstoff – eine neue Generation von Mikrodosiersystemen kann schnell und präzise nahezu jedes Medium hauchdünn dosieren und auftragen. Davon profitieren Mikrosystemtechnik, Elektronikfertigung, Medizintechnik oder Maschinenbau. Auf der Messe Productronica in München (15. bis 18. November) zeigen Fraunhofer-Forscher zusammen mit einem Industriepartner in Halle B5 Stand 181 das Dosiersystem easy-dot®.

Punkt für Punkt setzt der Roboter in regelmäßigen Abständen winzige Klebepunkte auf die Oberfläche. Er bewegt Mikropumpe und Kartusche, gefüllt mit Klebstoff, über das Substrat. Am Ende der Testreihe werden Pumpkörper und Membran samt leerer Kartusche einfach entsorgt. »Teure Reinigungsarbeiten entfallen damit«, erklärt Nabih Othman vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Das Team aus der Abteilung Reinst- und Mikroproduktion entwickelte zusammen mit Industriepartnern ein Einweg-Mikrodosiersystem, mit dem sowohl mittel- als auch höher viskose Stoffe punktgenau und reproduzierbar aufgetragen werden können. Auf der Messe Productronica in München ist das Ergebnis zu sehen: Das Mikrodosiersystem easy-dot® der Firma Scherzinger.

Das hochpräzise Dosieren und Aufbringen unterschiedlichster Medien ist für eine Vielzahl von Anwendungen interessant. »Kleine Mengen lassen sich bisher nur schwer richtig dosieren. Die Ergebnisse sind deshalb nicht immer reproduzierbar, wie es im industriellen Einsatz gefordert ist«, weiß der Fraunhofer-Experte, der zusammen mit seinen Kollegen auch die Markteinführung von easy-dot® unterstützt. Hinzu kommt die Gefahr des Verstopfens oder aber des frühzeitigen Verschleißes der Pumpe. Dieses Problem tritt vor allem bei gefüllten Medien auf, etwa wenn etwa Klebstoffe zusätzlich mit Leitpartikeln versehen sind.

Bei easy-dot® gingen die Experten neue Wege: Der Mikropumpe zugrunde liegt das peristaltische Wirkprinzip: Dabei wird das Medium – beispielsweise der Klebstoff – aus mehreren in Reihe geschalteten Kammern über eine pneumatisch angetriebene Membran herausgedrückt. Die Membran verhindert gleichzeitig die Berührung mit dem Medium. Der Pumpkopf mit Kartusche und Kanüle ist ein preiswertes Einwegprodukt. Er ist über ein Schnellspannsystem mit der Aktorik verbunden. Durch das gewählte Pumpprinzip und die Trennung von Antriebssystem und Pumpkopf ergeben sich für den Anwender zahlreiche Vorteile: Die Punktgröße ist reproduzierbar, lässt sich über ein Steuerprogramm einstellen und kann im Produktionsablauf zusätzlich variiert werden. Die Bandbreite der Dots liegt zwischen 80 µm– das ist etwas mehr als Haaresstärke – und 1mm. Weitere Vorteile sind die einfache Handhabung und Wartung. Damit eignet sich easy-dot® besonders für die Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik, da hier feinste Strukturen gewünscht werden. Daneben ist die Pumpe aber auch für Medizintechnik oder Maschinenbau, etwa beim Minimalschmieren für Lager, interessant. Der besondere Vorteil: Das kompakte Dosiersystem kann praktisch in jedes Gerät und in jede Anlage integriert werden.