Einleitung

Die Piezoaktorik ist ein innovatives Antriebsverfahren mit ungewöhnlichen Eigenschaftskombinationen hinsichtlich

  • Positioniergenauigkeit
  • Kraftentwicklung
  • Dynamik

Viele einzigartige Spitzenleistungen im Bereich der Mechatronik und Adaptronik sind ohne den Einsatz von Piezoaktoren nicht denkbar.

Piezoaktoren erschließen sich permanent neue Anwendungsfelder mit konkurrenzloser Innovationskraft.

Die Firma PIEZOMECHANIK GmbH bietet in diesem Technologiebereich Unterstützung in Form von Beratung und Entwicklung zum Thema Piezoaktorik bis hin zur Lieferung eines breiten Spektrums an piezomechanischen Systemen mit zum Teil ungewöhnlichen Eigenschaftsspektren und Spitzenleistungen.

Einführung in die PiezomechanikPDF(1.44 MB)

Einführung in die Piezomechanik

Eine Übersicht über

  • Piezo-Aktorbauprinzipien (Hochvolt-, Niedervolt-Typen)
  • Funktionsweise von Piezoaktoren
  • Erläuterung der wesentlichen Betriebsparameter wie “Hub“, “Blockierkraft“, “Vorspannung“ etc.
  • verfügbare Modifikationen und Optionen
  • Handhabungs-/Betriebshinweise

Vorteile von polymer-beschichteten NV-Piezostacks:

Ein wichtiger Punkt für alle Formen von Multilayeraktoren ist die elektrische Isolierung der Keramikoberfläche, d.h. insbesondere die Abschirmung der benachbarten gegenpoligen Schichtelektroden gegeneinander. Gegenwärtig wird anderweitig der Eindruck erweckt, dass rein keramische Oberflächenisolierungen ganz allgemein der Weisheit letzter Schluss sein z.B. im Gegensatz zu polymerisolierten Piezostapeln. Bei genauerer Betrachtung stellt sich heraus, dass lediglich in bestimmten statischen Sonderanwendungen gewisse graduelle Vorteile bestehen unter der Voraussetzung, dass die Dehnungen der Aktoren eher bescheiden gefahren werden (< 1 ‰).

In der Breite der Anwendungen, insbesondere dem dynamischen Einsatz bzw. bei mechanischen Störeinflüssen weisen Piezostapel mit spezieller Polymer-Beschichtung (z.B. hochgefüllte Epoxybeschichtungen) dramatisch bessere Stabilitäts- und Festigkeitswerte z.B. gegenüber Biegeeinflüssen auf. Biegeresonanzen werden sehr effektiv bedämpft.

Eine der Ursachen hierfür ist die allseitige Druck-Vorspannung der Stapelkeramik, die sich durch die Volumenkontraktion des Polymers während des Aushärtevorgangs ergibt.

Insbesondere Piezostapel mit osi-Struktur (Typen PSt 150) haben hier doppelten Vorteil:

Zum einen ist bereits die Keramikstruktur dieser Stapel dem weit verbreiteten isi-Design mit den seitlichen Entlastungskerben deutlich überlegen. Durch die optimierte Polymer-Beschichtung (Standardausführung) wird die Stabilität nochmals deutlich angehoben, insbesondere bei großen Längen-/Durchmesser-Verhältnissen.

Industrielle Anwendungen mit langhubigem (> 100 µm), nicht-resonanten Schwingungsbetrieb der Aktoren mit Dehnungen > 1 ‰ erreichen bisher im mehrjährigen Dauerbetrieb Zyklenzahlen > 1011 ohne Ausfall!