De Technische Universität Ilmenau heeft tot dusver onhaalbare dimensies in de precisiemeettechniek bereikt. In het kader van een EU-project ontwikkelden de wetenschappers een nano-coördinaten-meetmachine met een 3D-meetafwijking van slechts 100 nm. De onderzoeken maken het nu mogelijk om in een driedi-mensionale ruimte struc-turen af te tasten, waarvan de maat slechts een duizendste deel van de doorsnede van een mensenhaar is. Dit betekent een vijf maal zo hoge nauwkeurigheid als de beste op dit moment in de industrie gebruikte coördinaten meetmachine.
De onderzoeksgroep heeft het ambitieuze doel om een nano-coördinaten meetmachine en tastsensoren met een meetafwijking van slechts 100 nanometer en een driedimensionale structuurresolutie van 100 nm bereikt. Met dit resultaat werd een 4,5 jaar durende en tien miljoen euro kostend project van de Europese commissie met succes afgesloten, ‘Universal and flexible coordinate metrology for Micro and Nano Components Production – NanoCMM.’ De projectpartners hebben de eerste gesprekken over ver-volgwerkzaamheden inmiddels al gevoerd.
Het doel van de vijftien partners uit Spanje, Nederland, Denemarken, Tsjechië en Duitsland was, een doorbraak te creëren bij de industriële vervaardiging van micro-componenten. De belangrijkste eisen van de industrie zijn echte 3D mogelijkheden en de 3D resolutie van de micro- en nano-coördinaten-meetmachine.
Samenwerking
Het Institut Prozessmess- und Sensortechnik (PMS) van de TU Ilme-nau en SIOS Meßtechnik hadden binnen het Europese project de primaire opgave om een van de drie proefstanden voor een nano-coördinaten-meetmachine te ontwikkelen en te bouwen.
Op basis van de bestaande nano-positionerings- en nano-meetmachine van de eerste generatie ont-wikkelden de wetenschappers de NMM-2, die in het nanobereik nog nauwkeuriger werkt. De nauwkeurigheid van dit super-precieze apparaat komt overeen met het opsporen van een voorwerp met een diameter van één mensenhaar in een ruimte met een oppervlak van 25 km2 en een hoogte van 5000 m, hoger dan de Mont Blanc.
In samenwerking met Firma für Fertigungsmesstechnik Mahr ont-wikkelden de wetenschappers een nieuwe UV-witlichtmicroscoop en integreerden deze in de nano-meetmachine. De in vergelijking tot de conventionele optische sensoren beduidend hogere resolutie maakt het mogelijk om aanmerkelijk kleinere micro-objecten dan tot nog toe te detecteren en te meten.
Een in Spanje ontwikkelde miniatuur draai- en kieptafel, die in de NMM-2 werd geïntegreerd, maakt de metingen mogelijk in het micro- en nano-bereik, die tot nog toe ondenkbaar waren, zoals bij extreem steile wanden of ondersnijdingen, dus aan niet-gebogen uitstekende constructie-ele-menten.
Nieuwe 3D micro-tastsystemen konden worden uitgeprobeerd in nauwe samenwerking met de Physikalisch-Technische Bundesanstalt. Ook werd een zogenaamde micro 3D-normaal bewerkt, een driedimensionale microstructuur die gedefinieerde lengtes in een driedimensionale ruimte heeft. Met deze normaal, ook wel standaard genoemd, kunnen meetma-chines ten opzichte van elkaar worden vergeleken.
