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Übersicht

Hohe Führungsgenauigkeit durch Flexure Festkörpergelenke

Integrierte Führung, Hebelübersetzung und Vorspannung

  • In der Nanostelltechnik haben sich Festkörpergelenks-
    führungen für Positionier-
    aufgaben bis zu mehreren Millimetern bewährt. Die Bewegung eines Flexuregelenkes beruht auf der elastischen Deformation eines Festkörpers. Dadurch treten weder Haft-, Roll- noch Gleitreibung auf.
Eigenschaften

Eigenschaften

Vorteile sind die hohe Steifigkeit, Belastbarkeit und Verschleißfreiheit. Flexures sind wartungsfrei, können aus nichtmagnetischen Materialien gefertigt werden und benötigen weder Schmiermittel noch andere Betriebsstoffe – deshalb arbeiten sie auch problemlos im Vakuum.

Flexures als Hebel

Die Auslenkung eines Piezoaktors lässt sich zudem durch die Integration von Hebelmechanismen vervielfachen. Der Aktor wird mechanisch so in ein Festkörpergelenk eingebunden, dass sich der Stellweg auf bis zu 2 mm verlängert. Da einfache Hebelaufbauten jedoch deutlich an Führungsgenauigkeit und Steifigkeit verlieren, erfordert die Konstruktion wesentlich komplexere Geometrien.

Sub-Nanometer-Genauigkeit

Flexures ermöglichen Bewegungen mit extrem hoher Bahntreue. Um Höhen- oder Querversatz zu kompensieren, verwendet PI spezielle Multilink-Flexure-Führungen. Diese Führungssysteme, die in den meisten Nanopositioniersystemen von PI eingesetzt werden, ermöglichen eine Ablaufebenheit und Geradheit im Sub-Nanometer- bzw. Mikroradianbereich.

Flexure Guides: FEM stress simulation
Die Deformation der Flexure Gelenksführungen wird über FEM-Stresssimulationen geprüft
PI Flexures
Flexure Führungssysteme der höchsten Genauigkeitsklasse entstehen im Drahterodierverfahren
PI Piezo Stage With Flexure Guide Diagramm

Ein Piezoversteller mit integriertem Flexure-Führungssystem erreicht eine Führungsgenauigkeit von wenigen Nanometern bzw. Microradian und eine hohe Ablaufebenheit

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Technologie Flexure Festkörpergelenksführungen
Reibungsfrei und Präzise
Pdf 86 K 11/10/26.0