Magnetische Tinten

Bei diesem auf zwei Jahre angelegten Entwicklungsprojekt ging es um die Entwicklung von flüssigen Magneten für Inkjet- und Tampondruck, den druckbaren Magnetofluiden oder auch magnetischen Tinten/Farben. Der Einsatz dieser Tinten ist vor allem im Bereich der Magnetosensorik angesiedelt. Die Berliner Firma Bogen Electronic GmbH, ein etablierter Hersteller von Magnetosensoren bzw. Magnetmessköpfen und magnetischen Markierungssystemen, fragte diese Entwicklung bei uns an und war dann für die Entwicklungszeit unser Entwicklungspartner. Da diese Art der Entwicklung mit immensen Zeitaufwand verbunden war, konnte sie nur mit Unterstützung eines Förderprojektes vollzogen werden.

Magnetisch genauer positionieren (GePos): Roboter müssen Positionen exakt anfahren, um Werkstücke präzise bearbeiten zu können. Die dafür eingesetzten optischen Sensoren können nur in sauberer Umgebung berührungsfrei und hochgenau Linear- und Winkelpositionen exakt messen. Deshalb haben sich für schwierige Anwendungsfälle magnetische Messlösungen etabliert.

Leider sind die heute verfügbaren magnetischen Messsysteme aber in punkto Messgenauigkeit den optischen Systemen unterlegen. Auch in rauen Messumgebungen, wie z.B. in Werkzeugmaschinen oder beim Laserschneiden, werden verstärkt hochgenaue und preiswerte Messlösungen, die in diesen Umgebungsbedingungen funktionieren, benötigt. Damit kann die Anwendung der Magnetmesstechnik deutlich erweitert werden.

Ziel des KMU-innovativ-Projekts GePos ist eine hochgenaue magnetische Messlösung, die alle Vorteile der magnetischen mit der hohen Genauigkeit der optischen Messtechnik vereint. Dabei stehen vor allem die Genauigkeitssteigerung und die erheblich höhere Robustheit der magnetischen Lösungen im Vordergrund.

Sensoren, in denen sich der elektrische Widerstand durch ein externes Magnetfeld ändert, bezeichnet man als magnetoresistiv. In der angedachten Lösung kann ein derartiger Sensor mit der gleichen Lesetechnik wie bei modernen Computerfestplatten einen mit magnetischer Tinte gedruckten Maßstab auslesen. Mit magnetischer Tinte lassen sich durch eine Kombination von Drucken und magnetischem Codieren viel kleinere Unterteilungen auf dem Maßstab als bisher erzeugen. Dabei wird die Positionsinformation aus den magnetischen Eigenschaften der magnetischen Tinte abgeleitet. Es wird mithilfe der kleineren Strukturgrößen eine höhere Messgenauigkeit erreicht. Im Projekt werden der Sensor und die zugehörige Auswertung sowie die magnetische Tinte und die Maßstabsherstellung entwickelt und prototypisch erprobt.

Zur Validierung der Ergebnisse wird ein Prototyp die Funktion der magnetischen Messlösung mit gedrucktem Maßstab nachweisen.

Nach dem erfolgreichen Projektabschluss sind die beteiligten Partner in der Lage, ein magnetisches Messsystem in die Verwertung zu bringen, das hinsichtlich der Messgenauigkeit mit optischen Systemen in Wettbewerb treten kann. Zusätzlich können Anwender die Vorteile magnetischer Messtechnik, wie zuverlässige Funktion in verschmutzter Umgebung und hoher Leseabstand, nutzen. Die zu erwartenden geringeren Investitionskosten stellen für Endanwender einen weiteren Vorteil dar. Zusammen mit der aus der Magnetmesstechnik resultierenden Gestaltungsfreiheit lassen sich neue Automatisierungskonzepte aufbauen, die mit den derzeitigen Sensoren technisch nicht umsetzbar sind. In rauen Produktionsumgebungen wird die neue Lösung zu einer höheren Positionierungsgenauigkeit der Maschinen und zu einer besseren Prozesssicherheit beitragen.

Bogen Electronic GmbH, Berlin
Hersteller von magnetischen Erzeugnissen: Entwicklung und Validierung der Gesamtlösung und
der Anlagenrealisierung
www.bogen-electronic.de

Octopus Fluids GmbH & Co. KG, Dresden
Hersteller von chemischen Erzeugnissen: Entwicklung von Drucktechniken

Projektlink zum Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
www.produktion-dienstleistung-arbeit.de/projekt/gepos