Die Herausforderung: Stabile Temperaturregelung für höchste Präzision
Bei der Produktion hochpräziser Mikroteile können selbst kleinste Temperaturschwankungen kritisch sein. Bei UpNano führten Änderungen der Umgebungstemperatur zu einer Strahlverschiebung im optischen Pfad und zur Verformung mechanischer Komponenten. Dies konnte zeitintensive Nachjustierungen, eine reduzierte Produktionsgeschwindigkeit und eine eingeschränkte Systemzuverlässigkeit zur Folge haben.
Die Lösung: TEC Controller mit Kaskaden-Temperaturregelung
Um temperaturempfindliche Komponenten im hochpräzisen 3D-Druckprozess stabil zu halten, setzt UpNano auf TEC Controller von Meerstetter Engineering mit aktivierter Kaskaden-Temperaturregelung.
Die Kaskadenregelung der Meerstetter TEC Controller besteht aus zwei ineinander verschachtelten Regelkreisen, wobei die Ausgangsgrösse des inneren Regelkreises als Führungsgrösse des äusseren Regelkreises dient. Der innere Regelkreis wird verwendet, um die Temperatur direkt am Peltier zu regeln, der äussere Regelkreis regelt die Temperatur am Zielobjekt.
Diese Kaskadenregelung ermöglicht es, die Temperatur am kritischen Punkt konstant zu halten – selbst wenn das thermische System eine gewisse Trägheit aufweist oder externen Einflüssen ausgesetzt ist. Dadurch bleibt der optische Strahlengang stabil und eine manuelle Neuausrichtung bei Umgebungstemperaturschwankungen ist nicht erforderlich.
Die aktiv geregelte Lufttemperatur im Bauraum verringert die Empfindlichkeit der Positionierungssysteme gegenüber Veränderungen der Umgebungstemperatur erheblich – laut UpNano um den Faktor 20.
Die TEC Controller von Meerstetter bieten die dafür nötige Regelgenauigkeit, lassen sich einfach in bestehende Systeme integrieren sowie konfigurieren und eignen sich auch für komplexe Anforderungen in optomechanischen Anwendungen.
Technisches Highlight: Kaskaden-Temperaturregelung
Die Kaskaden-Temperaturregelung ist eine erweiterte Regelarchitektur der Meerstetter TEC Controller. Dabei wird ein externer Temperatursensor, der sich möglichst nah am zu stabilisierenden Objekt befindet, als Referenz für die gewünschte Temperatur verwendet. Ein zweiter Sensor misst die Temperatur an der Stelle, an der das Heiz-Element direkt thermisch gekoppelt ist, beispielsweise an einem Kühlblock oder einem Heizelement. Der TEC Controller regelt seine Ausgangsleistung so, dass die Zieltemperatur am externen Sensor konstant gehalten wird.
Diese Struktur ermöglicht eine sehr präzise Temperaturregelung, selbst bei thermischer Trägheit oder Störeinflüssen von aussen.
- Stabile Regelung direkt am sensiblen Bauteil, beispielsweise an einer Optik oder einem Lasermodul.
- Effektive Kompensation von Umgebungseinflüssen und Verzögerungen im Wärmetransport.
- Besonders geeignet für Anwendungen in der Forschung, Medizintechnik, Photonik und Lasertechnologie.
- Optimal für Systeme mit trägen oder thermisch entkoppelten Komponenten.
Zusammenarbeit mit Meerstetter: Kompetent und kundennah
Das Entwicklungsteam von UpNano lobt die hohe Supportqualität von Meerstetter: Die Mitarbeiter sind schnell erreichbar, unterstützen kompetent bei der Inbetriebnahme und helfen bei der Performance-Optimierung. Auch massgeschneiderte Varianten der TEC Controller wurden offen diskutiert und ermöglichten so eine effiziente Integration in die bestehende Systemarchitektur.
Fazit: TEC Controller als zuverlässige Lösung für anspruchsvolle Anwendungen
Dank des durchdachten All-in-one-Ansatzes der TEC Controller von Meerstetter mit fortschrittlichem Kaskaden-Temperaturregelungs-Feature läuft die Temperaturregelung nach der initialen Einrichtung zuverlässig, stabil und wartungsarm. In der konkreten Anwendung bei UpNano sorgt die Regelung beispielsweise für eine stabile Temperatur an lasersensitiven Komponenten im 3D-Drucksystem. Dadurch bleibt der Strahlengang konstant und manuelle Justierungen sind nicht erforderlich.
UpNano empfiehlt Meerstetter Engineering daher ausdrücklich weiter – insbesondere für Unternehmen, die präzise und integrierbare TEC Controller für thermisch sensible High-End-Anwendungen wie Lasersysteme in der additiven Fertigung benötigen.
Über UpNano
Die UpNano GmbH ist ein führender System- und Serviceanbieter im Bereich der hochauflösenden 3D-Drucktechnologie. Die verwendete Technologie basiert auf der 2-photonen polymerization und ermöglicht eine Auflösung von unter 100nm. Das Unternehmen entwickelt und produziert komplette Drucksysteme sowie gedruckte Mikroteile und stützt sich dabei auf seine ausgewiesene Expertise in den Bereichen Laseroptik, Optomechanik und Maschinenbau.
Mögliche Anwendungsbereiche sind die Medizintechnik, die Telekommunikation und die Mikrofluidik – sowohl in der Forschung als auch in der Industrie.
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