În calitate de expert în controlul mișcării, NSK le furnizează frecvent clienților dispozitive de manipulare și poziționare care îndeplinesc cerințe de precizie micrometrică și chiar nanometrică. Astfel de soluții realizează operațiuni de poziționare fină într-un câmp de vedere microscopic, impunând aplicarea unor proceduri și cunoștințe de inginerie extrem de competente.
Un caz elocvent îl reprezintă dispozitivul de nanopoziţionare al NSK, care exemplifică experienţa companiei în mecatronica integrată și în tehnologia de acţionare pentru poziţionarea de precizie. Aceste cunoștinţe sunt rezultatul a zecilor de ani petrecuţi inovând în dezvoltarea de tehnologii conexe, cum ar fi rulmenţi, produse de mișcare liniară și soluţii de procesare a imaginilor.
- FOTO. Structura dispozitivului de nanopoziționare de la NSK evită aplicarea unor forțe radiale, de moment și de tensiune, care apar în numeroase produse echivalente convenționale.
Cererea de piaţă pentru mecanisme de poziţionare cu precizie nanometrică este în continuă expansiune în sectoare care includ echipamente de fabricare a semiconductoarelor, biotehnologie, dispozitive optice de comunicaţii și microsisteme electromecanice (MEMS), pentru a numi doar câteva. Etapele de poziţionare fină menite să îndeplinească aceste cerinţe sunt disponibile de ceva timp, cuprinzând de obicei un șurub cu bile, un motor pas cu pas și un element piezoelectric. Cu toate acestea, aceste soluţii nu sunt suficient de rigide și nu au rezoluţia extrem de înaltă necesară la viteze ridicate.
- FOTO. Dispozitivul de nanopoziționare din seria M de la NSK are o structură compactă, cu o singură axă.
Dispozitivul de nanopoziţionare de la NSK face faţă acestor provocări. Șurubul cu bile este echipat la capătul fix cu un lagăr cu rulmenţi cu element piezoelectric, concepţie proprie, dispozitivul asigurând poziţionarea fină la precizie nanometrică și viteze ridicate, fără a compromite rigiditatea mecanică. Viteza maximă este de 72 mm/s, rezoluţia este de 5 nm, iar precizia de poziţionare este de ±15 nm.
Printre caracteristicile majore de diferenţiere ale dispozitivului de nanopoziţionare se numără configuraţia și structura sistemului. Sistemele convenţionale de poziţionare fină recurg la un element de acţionare piezoelectric, dar acest model este vulnerabil la tensiuni și forţe, și de moment și radiale. Utilizarea resorturilor de compresie poate contracara acest efect, dar le lipsește rigiditatea adecvată și funcţionarea la viteză ridicată poate fi afectată.
În schimb, dispozitivul de nanopoziţionare NSK încorporează un element piezoelectric în lagărul cu rulmenţi de la capătul fix al șurubului cu bile. Montarea elementului piezoelectric pe același arbore cu rulmenţii cu preîncărcare înseamnă că nu apar forţe nedorite de moment sau radiale. În plus, preluând o parte din preîncărcarea rulmenţilor ca forţă de compresie în elementul piezoelectric, se evită tensiunea, iar rigiditatea nu este compromisă.
- FOTO. Dispozitivul de nanopoziționare din seria CD de la NSK cu masă cu axă dublă XY.
Dispozitivul de nanopoziţionare asigură aplicarea simplă în etapele de poziţionare XYZ. De exemplu, dispozitivul se află în centrul unui sistem de micro-manipulare NSK pentru poziţionare de precizie, cu eficienţă dovedită. Având capacitatea de a manipula elemente extrem de mici, cum ar fi o singură celulă, sistemul este ideal pentru diverse aplicaţii din știinţele medicale și biotehnologie, iar pentru nanotehnologii sistemul este util la asamblarea instrumentelor microscopice.
Acţionat de un motor rotativ, dispozitivul de nanopoziţionare oferă controlul necesar al poziţionării cu mișcări fine pentru diferite configurări și dispozitive de micro-manipulare, facilitând utilizarea și asigurând mișcarea de înaltă precizie a diferitelor echipamente anexe ale etapelor.
Sunt disponibile două tipuri de dispozitiv de nanopoziţionare NSK: seria M, compactă cu o singură axă; și seria CD cu masă cu axă dublă XY.
