Was ist der Unterschied zwischen einem Piezoaktor und einem Aktiven Abstandshalter

Neue Werkzeuge für Konstrukteure Entwickler im Maschinenbau

Das >> Piezo-Prinzip ist bekannt: Ein piezokeramischer Festkörper dehnt sich aus, so lange eine elektrische Spannung (ein elektrisches Feld) angelegt ist. Auslenkung und angelegte Spannung sind etwa proportional, nimmt man die Spannung weg, kontrahiert der Aktor wieder in seine Nullposition. 

Statische Anwendungen

Klassische Piezoaktoren sind daher gut geeignet, wenn hohe Lasten präzise positioniert werden müssen. Vor allem, wenn diese Position sich ändert, können die Aktoren entsprechend angesteuert, ihre Auslenkung ändern. Und das sehr dynamisch.

Was aber, wenn die Position sich nicht ändern soll und ein einmal justierter Abstand gehalten werden soll?  Dann muss im klassischen Anwendungsfall die Spannung aufrecht erhalten werden, oder man nimmt einen aktiven Abstandshalter mit PIRest Technologie

Set-and-Forget: PIRest Aktive Abstandshalter

>> PIRest ist ein neuartiger, ebenfalls piezobasierter Aktor mit dem Unterschied, dass, um die definierte Auslenkung zu halten, keine permanente Spannung an den Abstandshalter angelegt werden muss. Der Anwendungsfall tritt auf, wenn eine Präzisionsmaschine an ihrem Bestimmungsort aufgebaut ist. Nach der Endmontage können sich aufgrund von Drift- und Setzprozessen Abstände von Maschinenkomponenten jenseits der Toleranzgrenze verschieben, und das an womöglich unzugänglicher Stelle. Zuvor eingebrachte PIRest Abstandshalter werden dann von außen mit einer elektrischen Spannjung versorgt, bis die Toleranz unterschritten wird. Die Spannungsquelle kann dann wieder abgezogen werden, der Aktor hält seine Auslenkung stabil. 

Anwendungsbeispiele

  • Präzisionsmaschinenbau
  • Optische Aufbauten in der Astronomie oder Halbleiterfertigung/-Inspektion
  • Materialforschung in Synchrotrons

Leistungsmerkmale

Grundsätzlich können piezo-basiete aktive Abstandhalter in allen Formen und Größen hergestellt werden wie klassische Piezoaktoren auch.  Das PIRest Standardprogramm umfasst derzeit: 

* TH: Tower height OD: Outer diameter ID: Inner diameter
[Translate to German:] Dimensions*
in mm
Displacement
in μm
Tolerance of total displacement
  OD × ID × TH    
PIRest Multilayer Ring Piezo Shim
(with inner hole)
8 × 4.5 × 8.5
8 × 4.5 × 16
8 × 4.5 × 36
2.9
5.8
13.3
±20 %
±20 %
±20 %
  OD × TH    
PIRest Round Multilayer Piezo Shim
(without inner hole, high blocking Force)
16 × 16
16 × 36
16 × 17
7.4
17
37.1
–10 % / ±20 %
–10 % / ±20 %
–10 % / ±20 %
  A × B × TH    
PIRest Multilayer Piezo Shim
(ceramic-insulated high power)
3 × 2 × 9
up to
10 × 10 × 36
3.4
up to 17
±10 %
±10 %
  OD × TH    
PIRest Encapsulated Piezo Shim
(For harsh industrial environments)
11.2 × 22.5
11.2 × 40.5
18.6 × 22.5
7.4
15.9
7.4
±10 %
±10 %
±10 %
  OD × ID × TH    
PIRest Chip Shim
(miniature with and without inner hole)
5 × 2.5 × 2.5
up to 16 × 8 × 2.5
1.06
up to 1.2
±20 %
±20 %
  A × B × TH    
PIRest Chip Shim (miniature multilayer piezo actuators) 2 × 2 × 2
up to 10 × 10 × 2
1.2 ±20 %

Downloads

Brochure: PIRest Actuators

Active Shims with Long-Term Stability and Nanometer Resolution
Version / Datum
BRO63E
Dokumentsprache Englisch
pdf - 2 MB


Über den Autor

Steffen Arnold

Leiter Marketing & Kommunikation, Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG

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Über den Autor

Stefan Vorndran

Vice President - Marketing, PI (Physik Instrumente) LP

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