Page 1

Ausgabe November 2012

microNews

microNews

Mitteilungen aus der Mikrotechnologie-Initiative Zentralschweiz

Ausgabe November 2012

elfo:

Auf Wachstumskurs dank breitem Know-how CSEM:

Mikrotechnologie im neuen Licht HSLU-T&A: LQ=XVDPPHQDUEHLWPLW

centre suisse d’électronique et de microtechnique

Lungensimulator SCHURTER:

SMD-Präzisionssicherung 1


microNews

Ausgabe November 2012

Editorial

Die wirtschaftliche Situation stellt die internationale und Schweizer Industrie vor grosse Herausforderungen. Firmen kämpfen um Aufträge und versuchen an allen Fronten, ihre Profitabilität zu sichern. Die Auslagerung der Produktion erscheint hier verlockend. Einige Unternehmen in den USA, Europa und in der Schweiz kehren nun aber Niedriglohnländern wieder den Rücken. Die Gesamtkosten der ausgelagerten Fertigung bestehen eben nicht nur aus dem Lohnanteil. Qualitätsprobleme und Logistikaufwand sind beträchtlich, die Entfernung zum Kunden ist problematisch. Erschwerend für die Unternehmen wirkt sich zusätzlich aus, dass mit der ausgelagerten Fertigung auch das Wissen über die Prozesse und zuletzt die Produkte abhandenkommen. Arbeitsplätze in der Schweiz hängen aber vom Knowhow in der Schweiz ab! Die von Bund und Kantonen unterstützte Mission des CSEM ist es daher, Hochtechnologien für die Industrie nutzbar zu ma-

Inhalt

2

chen und in der Schweiz zu etablieren. Deswegen baut das CSEM – nicht zuletzt mit dem Zentrum in der Zentralschweiz – Technologieplattformen auf. Diese Plattformen sind die Basis für Innovationen in ganz unterschiedlichen Anwendungsfeldern und stehen der Schweizer Industrie zur Verfügung. Sie reduzieren das Entwicklungsrisiko, Zeitspanne und Ressourcen, um Produktreife zu erlangen. Sie stärken somit die Wettbewerbsfähigkeit. Im Rahmen dieser Strategie wurden in Alp­­nach unter anderem Kompetenzen für die Mikroferti­gung und das Packaging – Verbindungsprozesse in der Mikrotechnologie – aufgebaut. In dieser Ausgabe berichten wir unter «Forschung und Entwicklung» über die vielfältigen Möglichkeiten, die sich hier ergeben. Die not­ wendige Infrastruktur mit High-End Geräten und einem Reinraum steht zur Verfügung. Ebenso wichtig wie eine Ausstattung sind aber Wissen und Erfahrung der Mitarbeiter. Erst diese Kombination

ermöglicht es, dass wir unseren Industriepartnern eine gemeinsame Konzeptentwicklung bis hin zur Fertigung von Prototypen und Kleinserien anbieten können. Auf diesem Weg leisten wir einen Beitrag zur Stärkung der Schweizer Unternehmen. Meine Kollegen und ich freuen uns, Sie bald im CSEM begrüssen zu können. Die Wege in der Zentralschweiz sind kurz – unsere Türen stehen Ihnen offen. Philippe Steiert Direktor CSEM Regionalzentren Leiter CSEM Zentralschweiz

Das Editorial wird abwechselnd von Philippe Steiert, Leiter CSEM Zentralschweiz, und Bruno R. Waser, Delegierter VR MCCS AG, geschrieben.

3

elfo: Auf Wachstumskurs dank breitem Know-how

5

Forschung und Entwicklung: Mikrotechnologie in einem neuen Licht

8

VLC – Visible Light Communication – Datenübertragung über LED-Leuchten

9

KTI-Projekt Firma Medela mit Hochschule Luzern: Lungensimulator

10

microDay 2012

11

SCHURTER: Präzisionssicherung USFF 1206 – 50 mA

12

News


Ausgabe November 2012

microNews

Spritzguss-Präzisionsteile von elfo

elfo: Auf Wachstumskurs dank breitem Know-how Aus immer mehr Seifenspendern kommt kein zähflüssiges Etwas, sondern angenehm auf der Hand liegender Schaum. Möglich macht es ein Aufschäumer, ein kleines Kunststoffstück, durch das die Seife hinausgedrückt wird. Oft stammt das Kunststoffteil aus Sachseln. Die dort ansässige elfo stellt jedes Jahr mehr als 20 Millionen davon her. Das Erstaunliche daran: elfo ist im Sanitärbereich ein Newcomer. Traditionell hat sich das 1976 gegründete Familienunternehmen auf Filter und Siebe für Haushaltswaren konzentriert. Immer noch finden sich die Produkte aus der Fabrik mit Blick auf den Sarnersee zum Beispiel in Espressomaschinen. In den vergangenen Jahren wurde der Fokus geweitet: «Heute arbeiten wir für ganz unterschiedli-

che Branchen, neben dem Sanitär- und Haushaltsbereich, zum Beispiel für die Elektro- und die Fahrzeugindustrie oder auch für Unternehmen aus der Medizintechnik», erklärt Geschäftsführer Sandro Wechlin. Der Erfolg der neuen Strategie ist durchschlagend. In den vergangenen fünf Jahren nahm die Zahl der Mitarbeiter von 60 auf 84 zu. Der Umsatz hat sich etwa verdoppelt. Dies obwohl elfo rund 80 Prozent in den Euro- und Dollarraum exportiert. Währungen, die in diesem Zeitraum erheblich an Wert verloren.

elfo produziert nicht nur Kunststoffteile im Spritzgussverfahren. Die Unterstützung für den Kunden beginnt viel früher. Sie reicht vom Co-Engineering der Produkte über die Konstruktion und Herstellung von Werkzeugen und Spritzgussformen bis zur industrialisierten Herstellung. Die Abdeckung der gesamten Wertschöpfungskette ist ein grosser Vorteil, da selbst banal erscheinende Produkte wie Düsen für Wasserhähne heute einen komplexen Anforderungskatalog erfüllen. Sie müssen nicht nur Luft und Wasser gut mischen, sondern dürfen zum Beispiel auch keine Geräusche verursachen oder einen Rückschlag auslösen, wenn der Wasserhahn geschlossen wird. Gleichzeitig müssen sie möglichst günstig sein.

3


microNews

elfo

«Die Kunststoffbranche ist in der Schweiz genauso gross wie das Paradepferd Uhrenindustrie.» Sandro Wechlin, Geschäftsführer elfo

Auf der Basis der elfo Geschäftsmodells sind clevere Lösungen möglich, die gleichzeitig die komplexen Anforderungen erfüllen und bei den Kosten überzeugen. Das Unternehmen kann seinen Kunden zum Beispiel die Entwicklung von Sieben anbieten, bei deren Herstellung weniger Arbeitsschritte und Material benötigt wird als bei Konkurrenzprodukten. Während sonst ein Sieb häufig aus einem Kunststoffhalter und einer separat aufgebrachten Siebfolie besteht, die miteinander verklebt werden, stanzt elfo zuerst ein Plastikgitter und umspritzt dieses dann mit Kunststoff, um so den Halter in einem Fertigungsschritt herzustellen. Dadurch spart man sich das Verkleben und den Verschnitt, der beim Einpassen der Siebfolie anfällt. «Wegen solcher Innovationen sind unsere Produkte im Ganzen gerechnet vielfach günstiger als diejenigen der Konkurrenz aus dem Euro-Raum», kommentiert Wechlin.

Zudem kann elfo durch die Abdeckung der gesamten Wertschöpfungskette die Kosten nicht nur bei der Konstruktion und der Herstellung der Produkte optimieren, sondern auch beim Werkzeugbau. «Soll der Ausstoss eines Produkts vergrössert werden, lohnt es sich ein Werkzeug zu entwickeln, mit dem zum Beispiel 32 statt 24 Teile gleichzeitig hergestellt werden können. Allerdings muss dafür das Werkzeug neu konstruiert werden», erklärt Wechlin. Auch wenn das Know-how bei der elfo breit ist, einige Schwerpunkte gibt es. Immer noch sind Filter und Siebe eine Spezialität. Diese liefert das KMU aber an Abnehmer aus den unterschiedlichsten Branchen. Momentan zieht gerade die Nachfrage aus der Autoindustrie an. «Die modernen Hochleistungsmotoren werden immer empfindlicher, entsprechend mehr muss gefiltert und gesiebt werden», erklärt Wechlin. Eine zweite Spezialität ist das Umspritzen von Metallteilen. Wechlin zeigt etwa einen Stator, den feststehenden Teil eines Elektromotors. Er besteht im Kern aus leitendem Metall, das aber an verschiedenen Stellen zur Isolation durch Kunststoff abgedeckt ist.

4

Das dritte Standbein sind besondere Präzisionsteile zum Beispiel für die Elektrotechnik. «Der Trend zur Miniaturisierung hält unvermindert an», erläutert der Geschäftsführer. Gleichzeitig spielen bei der Produktion in hohen Stückzahlen Fertigungs- oder Montageroboter eine grosse Rolle. Dies gemeinsam führt zu enorm hohen Ansprüchen bei der Präzision. Bei den entsprechenden Spritzgusswerkzeugen kommt es zum Teil auf einen Tausendstel Millimeter an. Kein Wunder fühlt sich Wechlin im MCCS am richtigen Ort. Seit 2008 gehört die elfo zu den Aktionären. Sie ist zweifellos Teil des hiesigen Mikrotechnologieclusters. «Wir haben sowohl Zulieferer als auch Kunden unter den anderen Aktionären», sagt Sandro Wechlin. Wenn es dennoch überrascht, dass mit elfo ein Kunststoff-Spezialist unter den Aktionären ist, dann sicher auch, weil die Schweizer Kunststoffindustrie ganz allgemein unterschätzt wird. Auch deren Bedeutung dürfte nur den wenigsten völlig klar sein. Wechlin sagt dazu: «Die Kunststoffbranche ist in der Schweiz genauso gross wie das Paradepferd Uhrenindustrie.» Autor: Stefan Kyora, Journalistenbüro Niedermann Weitere Informationen: www.elfo.ch


Ausgabe November 2012

microNews

Abb. 1: Gemeinsames Applikationslabor für die Laser-Mikrobearbeitung: Hans Marfurt (links), CEO der Trumpf Maschinen AG, und Janko Auerswald, Projektleiter CSEM, vor dem Ultrakurzpulslaser am CSEM Alpnach (Bild: M. Frutig, technica).

CSEM: Mikrotechnologie in einem neuen Licht In den letzten 10 Jahren haben Laserstrahlquellen die Forschungslabors verlassen und ihren Weg in industrielle Anwendungen gefunden. Das Schneiden und Schweissen von Blechen mit leistungsstarken infraroten Lasern, optische Laufwerke mit Laserdioden, transatlantische Signalverstärkung mit Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA) oder das Bohren von Löchern in Einspritzdüsen mit Kupferdampf- oder Festkörperlasern sind lediglich einige Beispiele. Nur in die Welt der Mikrotechnologie haben es die klassischen Industrielaser bislang nicht so recht geschafft. Sie haben den Nachteil eines grossen Hitzeeintrags, der das Material zum Schmelzen bringt – verheerend für filigrane Bauteile. CO2-Laser, Diodenlaser oder Festkörperlaser mit hoher Leistung (Scheiben- und Stablaser) werden für das Schneiden, Bohren und Schweissen von Blechen und

Rohren verwendet. Am anderen Ende der Skala stehen leistungsschwache gepulste Laser wie Kupferdampflaser (CV, Bohrungen in Einspritzdüsen), Excimer (Photolithographie und chirurgische Ablationen am Auge), diodengepumpte Festkörperlaser (DPSS, infrarot auch mit Wasserstrahl) und Faserlaser (Markierlaser, auch Mikrobearbeitung), die aber wiederum Limitationen in Bezug auf bearbeitbare Materialien bzw. in der geringen Ablationsrate haben. Nun haben leistungsstarke Kurzpuls- und Ultrakurzpulslaser (UKP) das Potential, die neuen Universalwerkzeuge der Mikrobearbeitung zu werden. In nur wenigen Nano-, Piko- oder Femtosekunden trifft die Leistung eines Stromkraftwerkes auf eine Fläche von einigen Mikrometern

im Durchmesser. Das Material hat keine Zeit zu schmelzen und verdampft («kalte Ablation», Abb. 2 und 3). Entsprechend gut ist die Qualität der bearbeiteten Oberflächen und angrenzenden Bereiche. Was ist nun der richtige Laser? Dies hängt sehr stark von der Anwendung ab. Ein wichtiger Faktor ist die Pulsdauer (Nano-, Piko- oder Femtosekunden). Kurzpulslaser wie DPSS, CV und Excimer können bereits ein gewisses Anwendungsspektrum abdecken. Faserlaser mit hoher Strahlqualität und Femtosekundenlaser sind geeignet für hochaufgelöste feinste Strukturen im Bereich von 10 um bis 100 nm (optische Fresnel-Linsen oder Gitter, Hornhautschnitte in der Augenchirurgie). Mit speziellen photoaktiven Materialien erreichen Femtosekundenlaser durch Zwei-Photon-Polymerisation 3D-Auflösungen bis zu 10 nm. Sie werden auch verwendet zum Schreiben optischer

5


microNews

CSEM Zentralschweiz

und anschliessend Löcher für die Sensorintegration sowie die Aussenkonturen der Chips geschnitten (Abb. 5). Dies eröffnet neue Perspektiven für die Mikrosystemfabrikation.

Wellenleiter durch lokale Änderung des Brechungsindex oder in der FluoreszenzMolekularbiologie.

Abb. 2: Vorteile der kalten Ablation. Plexiglas abladiert (1 x 1 mm) und gebohrt (0.8 mm Durchmesser) mit einem Kurzpulslaser (links) und mit einem Ultrakurzpulslaser (rechts, kein Aufschmelzen, keine plastische Verformung).

Weiterhin entscheidend sind die Wellenlänge (infrarot, grün oder ultraviolett) sowie die Frage, ob mit einer fixen Optik oder einer Scanner Optik gearbeitet werden soll. Das CSEM Alpnach hat eine Benchmark-Studie durchgeführt, in der die verschiedenen Lasersysteme untereinander und mit anderen Mikrotechnologien für das Bearbeiten von Polymeren und Metallen sowie für das Schreiben optischer Wellenleiter und für das 3D Rapid Prototyping verglichen werden. Diese Benchmark-Studie und weitere Beratungsdienstleistungen können am CSEM erworben werden.

Abb. 3: Lasergeschnittener flexibler Mikrofluidik-Chip aus Polymer mit abladierten Mikrokanälen und gebohrten Löchern.

Den besten Kompromiss zwischen hoher Auflösung, hoher Ablationsrate, stabilen Prozessparametern und grosser Bandbreite der mit kalter Ablation mikro-bearbeitbaren Materialien bilden nach unserer Ansicht Pikosekundenlaser. Hier sind v.a. drei technologische Ansätze zu beobachten: der Stablaser, der Faserlaser und der Scheibenlaser. Der Stablaser hat das Problem der Kühlung (thermische Linse). Aus einem Faserlaser kann man nicht sehr hohe Leistungen auskoppeln, ohne die Faser zu beschädigen. ScheibenlaserVerstärker hingegen lassen sich effizient kühlen und haben auch in der Zukunft noch enormes Potential, ihre Leistung weiter zu steigern.

Abb. 4: Loch von 300 µm (!) in Keramikchip.

Praktisch alle Materialien – Metalle, Halbleiter, Gläser, Keramiken (Abb. 4), Kunststoffe, Elastomere, Verbundwerkstoffe – lassen sich mit Pikosekundenlasern abladieren, schneiden, bohren, abtragen oder markieren. Möglich sind auch Kombinationen verschiedener Laserprozesse. So wurde z.B. eine Goldschicht auf einem Glas-Wafer mit dem Laser strukturiert

6

Das CSEM Alpnach hat in den letzten Jahren den Trend der Laser-Mikrobearbeitung mitgestaltet. So profitieren kleinere innovative Firmen, die eigene Investitionen dieser Grössenordnung scheuen und auf eine intakte Schweizer F&E Infrastruktur angewiesen sind, von Prototypen und Kleinserien. Aber auch grössere Kunden profitieren von Machbarkeitsstudien und Prozessentwicklungen (Abb. 6). Nach deren erfolgreichem Abschluss gibt das CSEM Empfehlungen ab bezüglich geeigneter Lasertypen und gewährt bei Bedarf Unterstützung bei Einbindung der Laserprozesse in vor- und nachgelagerte Prozesse beim Kunden. Das CSEM kann auf Wunsch des Kunden Unterstützung bei Prozessentwicklungen und Automation leisten, z.B. durch Vision-Algorithmen, Proben-Handling oder Sensorintegration. Um v.a. den Kunden in der Schweiz die Lasermikrofabrikation zugänglich zu machen und den Einstieg zu erleichtern, entsteht am CSEM Alpnach und bei Trumpf in Baar ein gemeinsames Applikationslabor (Abb 1, 7 und 8). Am CSEM Alpnach stehen zwei Lasersysteme zur Verfügung – ein Ultrakurzpulslaser (ultraviolett, Pikosekundenlaser 10  W) und ein Kurzpulslaser (ultraviolett, Nanosekunden-DPSS Laser 2  W) für feinste Mikrobearbeitung. Komplementär verfügt Trumpf in Baar über einen grünen Pikosekundenlaser für schnellere (und etwas «gröbere») Mikrobearbeitung mit höherer Abtragrate.


CSEM Zentralschweiz

microNews

Abb. 5: Lasergeschnittener Glas-Chip (6 x 9 mm) mit abladierten Goldelektroden und ausgeschnittenen Sensoröffnungen.

Abb. 8: Das CSEM bietet seinen Kunden die Möglichkeit von Machbarkeitsstudien, Prototypen- und Kleinserienfertigung. Mitarbeiter Stefan Berchtold am Ultrakurzpulslaser. (Bild 7+8: M. Frutig, technica)

Parallel betreibt Trumpf in Grüsch ein Applikationslabor für Nanosekunden-Markierlaser (in der Regel keine kalte Ablation) sowie in Ditzingen (Deutschland) ein grosses zentrales Applikationslabor. Das CSEM Alpnach hat sich bei seinen Investitionen aus folgenden Gründen entschieden, auf Trumpf-Laser zu setzen. Bei den Ultrakurzpulslasern überzeugt Trumpf technologisch mit seinem Scheibenlaser-Verstärker-Konzept. Die wichtigen Komponenten wie Diodenpumplaser und Scheibenlaser sind industrieerprobt und garantieren über Jahre hinweg stabile Laserprozessparameter bei hoher Laserleistung. Des Weiteren bietet Trumpf einen exzellenten Service. In Zeiten einer von Finanzmärkten «regierten» Wirtschaft ebenfalls interessant: In der Schweiz hat das innovative Familienunternehmen Trumpf bereits ca. 800 Arbeitsplätze geschaffen.

Abb. 6: LEDs mit Lichtleiter-Pyramide und einem Footprint von 0.6 x 0.8 mm (!), ausgeschnitten durch kalte Ablation mit hoher Präzision aus einem Polycarbonat-Array

Die Lasermikrobearbeitung hat das Potential, weitere hochwertige Arbeitsplätze hierzulande zu generieren und neue Märkte zu erschliessen. Branchen, die von dieser Innovation profitieren können, sind solche mit hoher Wertschöpfung wie die Uhrenindustrie, MEMS oder die Medizintechnik, aber auch die Telekommunikation (Smartphone Displays) oder die Automobilzulieferer, und nicht zuletzt auch Spezialmaschinenbauer in der Schweiz. Autor: Janko Auerswald, Project Manager, CSEM Zentralschweiz

Abb. 7: Blick in den Arbeitsbereich mit Kamera-Alignment-System, x-y-Theta Präzisionstisch und Scannerkopf. Ein Siliziumwafer wird geschnitten.

Weitere Informationen: www.csem.ch

7


microNews

Hochschule Luzern – Technik & Architektur

VLC – Visible Light Communication – Datenübertragung über LED-Leuchten Der Bedarf für die Übertragung von Multimedia-Services in Gebäuden in Echtzeit nimmt mehr und mehr zu. Während die Datenautobahnen zu Gebäuden hin neu mittels Glasfaser, Fibre-to-the-home (FTTH), realisiert werden, erhält die drahtlose Kommunikation über die letzten Meter, also in Innenräumen, eine immer grössere Bedeutung. Da die Leuchtdioden-Raumbeleuchtung demnächst die bestehenden Lichtquellen ablösen wird, ist es nicht nur technologisch, sondern im Sinne einer Doppelnutzung der Lichtquellen, auch ökonomisch attraktiv zu prüfen, ob die Leuchtdioden nicht auch für Kommunikationszwecke eingesetzt werden könnten. weiter entwickelt, woraus ein Demonstrator resultierte, mit welchem die Machbarkeit einer kabellosen Übertragung von Daten mit weissem LED-Licht in Echtzeit nachgewiesen wird. Es kann gezeigt werden, dass mit für die Raumbeleuchtung verwendbaren LED’s, eine Datenrate von 100 Megabit pro Sekunde möglich ist. Das entspricht etwa 30 Büchern pro Sekunde oder fünf Full HD Video‘s.

VLC Demonstrator

Das Projekt Ziel der Forschungsarbeiten am Kompetenzzentrum Electronics der Hochschule Luzern war, die Machbarkeitsgrenzen einer solchen optischen Datenübertragung auszuloten. Es soll mit einer in Büros üblichen Lichtintensität eine möglichst hohe Datenrate erreicht werden. Dabei sollten keine speziellen, auf die Datenübertragung hin optimierten LED-Dioden verwendet werden, sondern die handelsüblichen Weisslicht LED‘s, die für Leuchten hergestellt werden. Das Projekt wurde im Rahmen einer Masterthesis gestartet und am Kompetenzzentrum Electronics

8

Resultat der Entwicklung: Exponat Der realisierte Demonstrator besteht aus zwei Laptop PC’s. Einer wird als Sender betrieben, welcher einen hochauflösenden Film an die optische Übertragungskette sendet. Die sendende LED ist mit der nötigen Elektronik in eine Tischlampe integriert und ist über Ethernet mit dem PC verbunden. Der gesamte Empfänger ist in einem Gehäuse von 4x5x10cm untergebracht und mit einem Ethernet Kabel mit dem zweiten PC verbunden, mit welchem der in Echtzeit empfangene Datenstrom als Film betrachtet werden kann. Die ehrgeizigen technischen Ziele konnten mit dem Demonstrator erreicht werden. Mit ca. 200 lx kann eine Datenübertragungsstrecke von rund 2,5m überwunden und dabei eine Datenrate von 100Mb/s erreicht werden, wobei die Fehlerrate kleiner 10-8 ist. Mit dieser Performance nimmt diese Arbeit auch international eine Spitzenstellung ein.

Durch die Echtzeitfähigkeit der Datenübertragung können die Eigenschaften der optischen Datenübertragung sehr anschaulich präsentiert und nachvollzogen werden. Was spricht für die Datenübertragung mit sichtbarem Licht? Die Vorteile im Überblick: Das Frequenzband (400 – 700 nm) ist lizenzfrei. Keine Interferenzen mit funkbasierten Systemen. Ausbreitungseigenschaften erlauben kleine Zellen (Spektrum kann mehrmals verwendet werden). Grosse Datenrate auf beschränktem Raumwinkel. Datenübertragung ist lokalisiert. Intuitive «Bedienung» (wo Licht ist, ist Empfang). Sicherheit (What You See Is What You Send). Gesundheit (völlig bedenkenlos für Körper und Augen). Benützung auch in kritischen Bereichen erlaubt (Flugzeug, Spital, da keine EMV-Störungen). Doppelte Nutzung der Infrastruktur: Beleuchtung und Datenübertragungsmedium. Hochschule Luzern – Technik & Architektur Kompetenzzentrum Electronics Prof. Othmar Schälli othmar.schaelli@hslu.ch 041 349 33 78


Hochschule Luzern – Technik & Architektur

microNews

Lungensimulator Der Wirtschaftspartner Medela AG in Baar ZG entwickelte zusammen mit dem Kompetenzzentrum Electronics der Hochschule Luzern und dem Institut für Biomedical Engineering der ETH und Universität Zürich einen Lungensimulator. Das Projekt wurde von der KTI mitfinanziert.

oberen Brustfellrand und 10 bis 17 mbar am unteren Brustfellrand. Daraus lässt sich eine Lungen-Compliance von ungefähr 35 ml/mbar bestimmen. Die Lungen-Compliance ist ein Kennwert für die Eigenschaften einer Lunge in einem Atemsystem und sagt aus, wie viel Unterduck im Pleuralspalt nötig ist, um eine bestimmte Menge an Luft in oder aus der Lunge zu bewegen. Ebenfalls wurde tiefe Atmung simuliert mit einer Atemfrequenz von 0.15 Hz und einer Diaphragma-Auslenkung von 28 mm, dabei wurde ein Atemvolumen von 1700 ml pro Lunge erreicht. Gemessen wurde ein Unterdruckbereich von bis zu 6 bis 50 mbar und daraus eine Lungen-Compliance von 35 ml/mbar bestimmt. Diskussion und Ausblick Der elektro-mechanische Lungensimulator ist ein hochstehendes Werkzeug für die Entwicklung und Validierung von Thoraxdrainage-Geräten. Gesunde wie pathologische Zustände können simuliert werden, quasi-physiologische Tests werden ermöglicht und die Anzahl der klinischen Tests kann reduziert werden. Ebenfalls kann der Simulator zur Erhöhung des Verständnisses unseres Atmungssystems von medizinischem Personal eingesetzt werden.

Figur 1: Aufbau des Lungensimulators

in-vitro anstelle von in-vivo Mit der Entwicklung eines Lungensimulators will Medela schon während frühen Entwicklungsphasen zukünftige Produkte in einer fast reellen Umgebung testen. Dies beschleunigt den Entwicklungsprozess, da das Gerät im Labor schon optimiert werden kann. Ebenfalls kann auf klinische Studien nach der Markteinführung fast vollständig verzichtet werden, da das Gerät schon perfekt auf die Aufgabe abgestimmt ist.

Kathetern oder der Einfluss von Drainageparametern klar und deutlich dargestellt werden.

Transparenz schaffen Der Lungensimulator trägt dazu bei, dass Lungenphänomene wie Pneumothorax, Husten, Schluckauf etc. visualisiert und einfach erklärt werden können. Mit Hilfe des Simulators kann der Einfluss von praxisnahen Beispielen wie das Legen von

Erste Resultate Normale Atmung wurden simuliert mit einer Atemfrequenz von 0.2 Hz und einer Diaphragma-Auslenkung von 9 mm, dabei wurde ein Atemvolumen von 250 ml pro Lunge erreicht. Gemessen wurde ein Unterdruckbereich von 6 bis 28 mbar am

Projekt-Nr: 12031.1 PFLS_LS Projektname: Lung Simulator Projektdauer: 01.03.2011-30.04.2012 (14 Monate)

Lungensimulator Das Ziel von diesem Projekt war, ein physisches Modell des menschlichen Atmungsapparates zu entwickeln, welches erlaubt den Vorgang der Atmung zu simulieren, neu entwickelte Produkte in-vitro zu testen und medizinisches Personal zu schulen.

Hauptgesuchsteller: Kompetenzzentrum Electronics, Hochschule Luzern – Technik & Architektur Industriepartner: Medela AG Forschungspartner: Institute for Biomedical Engineering, ETH Zürich und Universität Zürich Kontakt: Prof. Erich Styger, erich.styger@hslu.ch Hochschule Luzern Technik & Architektur Weitere Informationen: www.hslu.ch/electronics

9


microNews

microDay 2012

microDay 2012

Am 24. Mai 2012 fand zum fünften Mal im Kultur- und Kongresszentrum Luzern der microDay statt. Unter dem Leitthema «Technologiestandort (Zentral-)Schweiz im globalen Wettbewerb» wurde anhand von konkreten Beispielen der aktuelle Stand der anwendungsorientierten Forschung sowie die wirtschaftliche Bedeutung der Mikrotechnologie-Initiative für die Zentralschweiz aufgezeigt. Gegen 150 Gäste aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft interessierten sich für die Referate und das Podiumsgespräch mit namhaften Persönlichkeiten aus Forschung, Wirtschaft und Politik. Nicht nur aufgrund der vielen positiven Rückmeldungen von teilnehmenden Personen war der microDay 2012 für alle Beteiligten ein Erfolg.

Patric R. Salomon von enablingMNT Group präsentiert «Stand und Trends globaler MEMS-Markt in Bezug auf FuE, Produktion, Absatz»

Podiumsdiskussion mit Ulrich Looser, Economiesuisse; Urs W. Schoettli, NZZ-Kolumnist/ Asien-Berater; Martin Zenhäusern, Zenhäusern & Partner (Moderation); Kurt Haerri, Präsident Wirtschaftskammer Schweiz-China/Schindler; Michael Magerstädt, ROSEN Swiss AG.

Jörg Nötzli, Resistronic; Franco Viggiano, Komax; Roger Schelbert, Credimex.

10

Ulrich Claessen, maxon motor ag; Dirk Fengels, CSEM; Jörg Sekler, FHNW – Hochschule für Technik.

Sachkundige Moderatorin des microDay 2012: Karin Klapproth, Kameleoin.


Schurter

microNews

Präzisionssicherung USFF 1206 – 50 mA SCHURTER bietet eine breite Palette von Sicherungen in verschiedenen Bauformen, mit unterschiedlichen Auslösecharakteristiken und Abschaltvermögen an. Durch Technologieund Geräteentwicklungen entsteht aber immer wieder Bedarf an Sicherungstypen mit ganz spezifischen Eigenschaften. Ein Beispiel dafür ist die SMD-Präzisionssicherung USFF 1206 und innerhalb dieser Serie der sehr kleine Nennstrom von 50 mA. Diesen Typ hat SCHURTER speziell für die Absicherung von Sensoren entwickelt.

Technische Daten: Typ/Bauform: USFF 1206 SMD Nennstrom: 0.05 – 0.25 A Nennspannung: 63 VDC / 125 VAC Ausschaltvermögen: 100 A Charakteristik: Superflink FF (gemäss UL 248-14) Umgebungstemperatur: -55 bis +90°C Weitere Informationen: www.schurter.ch

In vielen Maschinen und Geräten werden immer mehr Sensoren benötigt. Sie dienen der Steuerung von Anlagen sowie deren Sicherheit und jener der Personen,

Abb. 1: Zeit-Strom-Kennlinien USFF 1206

die damit arbeiten. Weiter steigt der Automatisierungsgrad in allen Industriebereichen, darunter etwa Chemie, Pharma, Medizin, Lebensmittel, Robotertechnik, Automobilbau oder Verpackungsanlagen. Ein typisches Beispiel für neue Technologien und daraus resultierende Produkte sind Elektrofahrzeuge. Die hohen Spannungen und Ströme, sowohl im Auto wie auch in den Ladestationen, erfordern neue Komponenten zur Absicherung in Störfällen wie Unfall, Fehlbedienung oder Vandalismus. Zuverlässigkeit und Sicherheit garantieren hier eine Vielzahl von Sensoren für verschiedenste physikalische Grössen. Auch die halb- oder vollautomatische Einparkhilfe von Autos benötigt eine grosse Anzahl von Sensoren. In aller Regel werden die Messsignale dieser Sensoren elektrisch abgesichert. Die speziellen Anforderungen an solche Sicherungen liegen bei einem sehr tiefen Nennstrom verbunden mit einem mög-

lichst kleinen Innenwiderstand, wodurch auch ein kleiner Spannungsabfall über der Sicherung resultiert. Wegen dem kleinen Nennstrom und dem Wunsch nach geringer Baugrösse bietet sich hier eine SMD-Sicherung an. Die Charakteristik einer Sicherung wird durch den mechanischen Aufbau und die Eigenschaften des Schmelzleiters bestimmt. Für die USFF 1206 mit Nennstrom 50 mA hat SCHURTER ein mikrostrukturiertes Spezialsubstrat entwickelt. Aus dieser Kombination resultiert einerseits ein sehr kleiner Spannungsabfall von nur 430 mV und andererseits ein hohes Ausschaltvermögen von 100 A bei einer Nennspannung von bis zu 63 VDC. Die Auslöse-Charakteristik ist superflink (FF). Diese Technologie bietet eine bisher nicht erreichte, hohe Genauigkeit der Kennlinie, das heisst die Streuung der Schmelzzeiten liegt in einem sehr engen Band (Abb. 1). Des Weiteren ist die Sicherung RoHS-konform, halogenfrei und hat eine cURus-Zulassung.

11


microNews

Ausgabe November 2012

News Impressum Auflage: 3000 Exemplare Herausgeber: Micro Center Central-Switzerland AG, Postfach 730, 6060 Sarnen 2 Redaktion/Konzept: Bruno R. Waser, MCCS AG Koordination CSEM Zentralschweiz: Yolanda Eberhard, CSEM SA

CSEM Roadshow am 22. November 2012 zu Gast bei der Komax AG in Rotkreuz Am Donnerstag, 22. November 2012, ist das CSEM zu Gast bei der Komax AG in Rotkreuz zum Thema «Lösungen für industrielle Prozesskontrolle und Qualitätsüberwachung». Drei Referate zu diesem Thema werden gehalten. Zunächst wird das CSEM Anwendungsfelder seiner Technologieplattformen präsentieren: Die Gütebeurteilung mit neuen Ansätzen in der Bildverarbeitung sowie die zuverlässige Prozesskontrolle mit cleverer Sensorik. Anschliessend wird die Komax AG über ein Beispiel aus ihrer Produktion berichten: Die Qualitätsüberwachung von Crimpverbindungen. Für die Teilnehmer besteht im Anschluss die Möglichkeit, einen Bestückungsautomaten bei der Komax AG zu besichtigen und den Anlass bei einem Apéro ausklingen zu lassen. › www.csem.ch/events

Gestaltung und Druck: von Ah Druck AG, Sarnen Copyright: MCCS AG

Aktionäre Micro Center Central Switzerland AG Celfa – Folex AG, Seewen CREDIMEX AG, Sarnen CSEM SA, Neuchâtel elfo ag, Sachseln Gerresheimer AG, Küssnacht Komax AG, Dierikon Leister AG, Kägiswil maxon motor ag, Sachseln Obwaldner Kantonalbank, Sarnen Pilatus Flugzeugwerke AG, Stans Roche Diagnostics AG, Rotkreuz Rosen Swiss AG, Stans Sika Manufacturing AG, Sarnen Schindler Aufzüge AG, Ebikon Schurter AG, Luzern Trisa AG, Triengen Ulrich & Hefti AG, Alpnach

microDay 2014 – save the date Der nächste microDay findet am Dienstag, 20. Mai 2014 wiederum im KKL Luzern statt. Bitte reservieren Sie sich dieses Datum! Das detaillierte Programm wird im Verlaufe des 1. Quartals 2014, u.a. auf der microDayWebsite, verfügbar sein. › www.microday.ch HSLU T&A im Final des Swiss Technology Award 2012 Das Competence Center «Innovation in Intelligent Multimedia Sensor Networks» (CC IIMSN) der Hochschule Luzern – Technik & Architektur war unter den Finalisten des Swiss Technology Award 2012. Mit der Innovation AIONAV®-4VIP, einem vollständig autonomen Navigationssystem für Sehbehinderte basierend auf einer bahnbrechenden neuen Sensor-Fusions-Technologie, befand sich – zusammen mit dem Wirtschaftspartner AIONAV Systems AG – das CC IIMSN unter den drei Finalisten des Swiss Technology Awards 2012, selektiert aus über 100 Eingaben. › www.hslu.ch/iimsn

Veranstaltungskalender microTalks Montag, 11. März 2013, 17.00-19.00 Uhr Montag, 24. Juni 2013, 17.00-19.00 Uhr Montag, 16. September 2013, 17.00-19.00 Uhr Montag, 18. November 2013, 17.00-19.00 Uhr › Info und Online-Anmeldung: www.mccs.ch/veranstaltungen www.csem.ch/events › Anmeldung: alpnach@csem.ch

Bachelor Diplomarbeiten an der HSLU T&A Haben Sie eine Idee für eine Studierendenarbeit an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur? Über die Webseite der HSLU T&A können sie ihre Idee einfach einleiten. Der Leiter Wissens- und Technologie Transfer, Prof. Zeno Stössel kümmert sich um Ihre Anfrage. Der Eingabeschluss für die nächsten Bachelor Diplomarbeiten ist Mitte November 2012. › www.hslu.ch/technik-architektur/bda

Impulsveranstaltung Mikrotechnik Donnerstag, 29. November 2012,17.00-19.30 Uhr Fasson privé, Lachen › Info: www.mccs.ch/veranstaltungen › Anmeldung: alpnach@csem.ch

BIONIK Zentrum Luzern eröffnet Am 8. November 2012 fand der offizielle Eröffnungsevent des BIONIK Zentrum Luzern im D4 Business Center statt. MCCS ist als Träger der Mikrotechnologie-Initiative Zentralschweiz – neben der Wirtschaftsförderung Luzern, Technopark Luzern, Hochschule Luzern, Industrie- und Handelskammer Zentralschweiz sowie InnovationsTransfer Zentralschweiz – Partner des BIONIK Zentrums Luzern. › www.bionikluzern.ch

microDay 2014 Dienstag, 20. Mai 2014, 9.00–17.00 Uhr KKL Luzern › Info: www.microday.ch weitere Hinweise zu aktuellen Veranstaltungen finden Sie auf den Websites www.mccs.ch/veranstaltungen www.csem.ch/events

12

microNews Nov. 2012  

Mitteilungen aus der Mikrotechnologie-Initiative Zentralschweiz

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you