Revolutionäres Positionierungssystem aus Thüringen ermöglicht Subnanometer-Präzision
Ivanka Blümel
Revolutionäres Positionierungssystem aus Thüringen ermöglicht Subnanometer-Präzision
Ein bahnbrechendes Positionierungssystem des IMMS-Instituts wurde mit der Silbermedaille der Thüringer Innovationspreise ausgezeichnet. Die von Alex Huaman entwickelte Technologie ermöglicht eine ultrapräzise Steuerung im Subnanometerbereich. Sie könnte Branchen wie Nanofabrikation, medizinische Robotik und Hochleistungsoptik revolutionieren, in denen höchste Genauigkeit entscheidend ist.
Das System basiert auf einem neuartigen Steuerungskonzept, das hochdynamische Mehrachsenbewegungen mit Echtzeit-Störungsausgleich ermöglicht. Industrien, die auf mikrometergenaue Manipulation angewiesen sind – von der Chipfertigung bis zum Quantencomputing –, könnten bald von seinen Fähigkeiten profitieren.
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Das unter dem Titel "Positionierungssystem mit Steuerung und Verfahren zu dessen Konfiguration" patentierte System wurde auf der Erfindermesse iENA an der Technischen Universität Ilmenau prämiert. Sein Kerninnovation liegt in einem verbesserten dynamischen Beobachter, der Störkräfte in Echtzeit erkennt und ausgleicht. Durch die Berechnung externer Einflüsse wie Vibrationen oder thermische Schwankungen passt das System proaktiv die Position an, um die Präzision zu wahren.
Eine solche Steuerungsgenauigkeit ist besonders für Anwendungen entscheidend, die Subnanometer-Präzision erfordern. In der Halbleiterproduktion könnte sie die EUV-Lithographie für Chips der nächsten Generation mit Strukturen unter 1 Nanometer verfeinern. Im Quantencomputing könnten durch Vibrationsdämpfung in kryogenen Umgebungen stabilere Qubits entstehen. Auch die medizinische Robotik würde davon profitieren – etwa durch präzisere Eingriffe in der minimalinvasiven Chirurgie oder gezielte Medikamentenabgabe mittels Nanobot-Schwärmen.
Das System mit seinem sechs Freiheitsgrade umfassenden planaren Design beweist seine Eignung für komplexe Mehrkoordinatenaufgaben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen vermeidet die Direktantriebstechnik Spiel und Reibung, was sanfte, hochdynamische Anpassungen über große Bewegungsbereiche ermöglicht. Tests bestätigen seine Wirksamkeit in dynamischen Anwendungen, bei denen selbst minimale Störungen die Ergebnisse beeinträchtigen könnten.
Auch die adaptive Optik profitiert von der Technologie, da sie Teleskopspiegel oder Laserresonatoren mit bisher unerreichter Präzision justiert. Umweltmonitoring und personalisierte Zelltherapien könnten ebenfalls durch zuverlässigere Nanosteuung vorankommen.
Das mit Silber ausgezeichnete IMMS-System trifft den wachsenden Bedarf an Maschinen, die Strukturen auf atomarer Ebene vermessen und manipulieren. Mit seiner Echtzeit-Störungsunterdrückung und Subnanometer-Präzision setzt es neue Maßstäbe in der Hochpräzisionsfertigung. Entwickler aus den Bereichen Quantencomputing, Medizintechnik und Halbleiterfertigung loten bereits sein Potenzial für künftige Durchbrüche aus.
