Mikrosystemtechnik

Sie ist überall!

Technologie des Kleinen mit riesigem Innovations-Potenzial
Die Welt kleinster Teile ist groß. Beispiel: ein Mikrosensor.
Nahezu unbeachtet übernehmen Mikrosysteme in unserem Alltag immer sensiblere Aufgaben. Die Bedeutung dieser jungen Branche wächst enorm – sie ergibt sich aus den neuen Möglichkeiten, die sie für unsere Zukunft schafft.

Mikrosystemtechnik (MST) ist eine Querschnittstechnologie, auf die keine Branche mehr verzichten kann. Sie hat längst Einzug gehalten in die Automobilindustrie, den Maschinenbau, in Kommunikationstechnik, Medizintechnik, Pharmazie oder Materialforschung. Mit MST ist es möglich, winzige Mikrobauteile herzustellen, die vielfach feiner sind als ein menschliches Haar. Damit lassen sich Mikrosensoren und Mikroaktoren realisieren. Kombiniert man diese mit Elektronik, so werden daraus intelligente Mikrochips, die „fühlen, entscheiden und handeln“. Die Mikrosystemtechnik spielt in Deutschland eine zentrale Rolle für Wachstum und Beschäftigung: Mehr als 700.000 Arbeitsplätze sind direkt mit der Mikrosystemtechnik verbunden – Tendenz steigend. Damit die deutsche Wirtschaft ihre im internationalen Vergleich führende Stellung erhalten und ausbauen kann, müssen Entwicklungen schnell in Produkte umgesetzt und vermarktet werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hatte dafür im Rahmenprogramm „Mikrosysteme“ von 2004 bis 2009 insgesamt rund 260 Millionen Euro bereitgestellt. Im Jahr 2000 erzielte die deutsche Industrie mit MST-Komponenten und kompletten Systemen einen Umsatz von 4,2 Milliarden Euro. Die wirtschaftliche Bedeutung von MST steigt über den so genannten Leverage Effect teilweise auf mehr als das Sechzigfache, sobald sie in die Anwendung gelangt, denn ohne MST-Komponenten lassen sich viele Produkte nicht verkaufen. Der mit der dynamischen Entwicklung der MST verbundene Bedarf an Fachkräften kann heute kaum gedeckt werden: 84 Prozent der MST-Hochschulabsolventen finden bereits drei Monate nach Studienabschluss einen Arbeitsplatz. Ein weites Anwendungsfeld für Mikrosysteme ist zum Beispiel das Auto: Winzige Beschleunigungssensoren detektieren einen Aufprall und lösen bei einem Unfall den Airbag aus. Kleinste Drehratensensoren messen, wenn das Fahrzeug ins Schleudern gerät und helfen bei Regen, Schnee und Eis sicher auf der Straße zu bleiben. Sensoren für Druck und Strömung stellen das richtige Brennstoffgemisch für den Motor ein und reduzieren damit den Schadstoffausstoß. Aber auch in Digitalkameras leisten kleine Dinge Großes: Beschleunigungssensoren verhindern ein Verwackeln. Beim Überspielen der Bilder auf den PC werden kleine Schreib-Leseköpfe aktiv und speichern die Daten auf der Festplatte. Tausende winziger Aktoren schießen kleinste Tintentröpfchen mit hoher Präzision und Geschwindigkeit aufs Papier beim Ausdrucken der Bilder. Die Liste der Beispielbereiche, in der MST nicht mehr wegzudenken – ja gerade schon selbstverständlich geworden – ist, lässt sich fortsetzen: Betriebssicherheit von Maschinen und Anlagen, Regelung von Heizung und Lüftung, mobile Kommunikation, optische Industrie, mobile Diagnosen und Operationsassistenz in der Medizin. Der demografische Wandel ist einer der Wachstumsmotoren für diese Technologie, weil die präventive Mikromedizin ein Zukunftsmarkt ist. Die neuen, intelligenten Mikrosysteme in unserer Alltagswelt – so genannte Smart Systems – werden in Zukunft nicht mehr nur „fühlen“ und „handeln“, sie werden bewerten, vorausschauen und entscheiden und schließlich mit ihrer Umgebung kommunizieren. Sie werden zur Selbstdiagnose befähigt sein und sogar eine gewisse Autonomie im Handeln besitzen. pb

Anzeige
Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Werkzeughaltersystem

Für den optimalen Fräsprozess

Werkzeughaltersystem. Im Forschungsprojekt „Pinocchio“ entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT ein Werkzeughaltersystem, mit dem die Werkzeuglänge während der Bearbeitung automatisch variiert werden kann.

mehr...

Nanopositioniersysteme

Messen im Subnanometerbereich

Hochgenaue Positioniersysteme für die WerkstoffprüfungEine wichtige Rolle im weiten Feld der Werkstoffprüfung spielt die so genannte Nanoindentierung. Sie ist von der klassischen Härteprüfung abgeleitet, findet aber in viel kleinerem Maßstab statt.

mehr...
Anzeige

Nanopositionierung

Nano-genau

Die Piezosystem Jena bietet ein Zwei-Achsen-Piezopositioniersystem mit einer großen Innenöffnung an. Sie misst 100 mal 100 Millimeter wurde für die Implementierung an Mikroskopen und Belichtungssystemen konzipiert.

mehr...

Miniatur-Katalog

Spektrum im Katalog

Miniatur-Linearführungen und Präzisions-Miniatur-Rolltische fasst Dr. Tretter in einem neuen Katalog zusammen. Hier zeigt sich das breite Lösungsspektrum des Anbieters von Maschinenelementen in diesem Segment.

mehr...

Mikroantrieb EC 8

Rigider Standard

Die Familie der bürstenlosen Mikroantriebe erhält mit dem EC 8 weiteren Zuwachs. Neben seinen Leistungsdaten – bis 0,95 Millinewtonmeter Dauerdrehmoment, Drehzahlen bis zu 80.000 pro Minute und 70prozentiger Wirkungsgrad – zeichnet er...

mehr...

Multilayer-Piezoaktoren PICMA

Wasser-Stopp

Keramische Isolierung schützt PiezoaktorenPiezoaktoren wandeln elektrische Energie direkt in mechanische und umgekehrt. Dabei können typischerweise Stellwege bis zu etwa einem Millimeter bei Auflösungen bis hinunter in den Nanometerbereich und hoher...

mehr...

3-D-Wafer-Level-Packaging

Mikro noch kleiner

Immer kleiner, immer mehr Leistung und immer mehr Funktionen – das müssen mikroelektronische Systeme zukünftig bieten. Gleichzeitig sollen sie energieeffizient und günstig herzustellen sein. Eine Methode, um das zu erreichen, ist die...

mehr...