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Fachartikel aus MECHATRONIK MECHATRONIK 1-2/2015, S. 26 bis 27

Zuverlässige von Piezoaktoren

Fit für den Weltraum

Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Piezoaktoren hängen stark von den Umgebungsbedingungen am Einsatzort ab. Optimierte Materialien und Herstellungsverfahren, ein entsprechender Aufbau und die Wahl der geeigneten Isolierung schaffen Abhilfe.

Bild: PI Ceramic
  (Bild: PI Ceramic)
Von Birgit Schulze und Ellen-Christine Reiff

Piezoaktoren wandeln elektrische Energie direkt in mechanische Energie um und ermöglichen Bewegungen mit Auflösungen im Sub-Nanometerbereich. Sie erreichen Stellwege bis etwa einen Millimeter und hohe Dynamik mit Frequenzen bis zu mehreren Tausend Hertz. Es gibt keine reibenden Teile, welche die Auflösung begrenzen würden, und auch keinen mechanischen Verschleiß, da die Bewegung auf kristallinen Festkörpereffekten beruht. Für viele Präzisionsanwendungen in Industrie, Life-Science, Mikroskopie, Medizintechnik und Forschung sind Piezoaktoren deshalb eine ideale Antriebslösung. Selbst im Weltraum haben sie sich mittlerweile bewährt.

Die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Piezoaktoren hängen stark von den Umgebungsbedingungen am Einsatzort ab. Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Betriebsspannung können sie erheblich beeinträchtigen. Im dynamischen Betrieb wird die Lebensdauer der Piezos von dynamischen Kräften und wechselnden mechanischen Spannungszuständen beeinflusst, Rissbildung führt in solchen Fällen oft schnell zum Ausfall. Optimierte Materialien und Herstellungsverfahren, ein entsprechender Aufbau und die Wahl der geeigneten Isolierung schaffen Abhilfe.

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