Berührungslos Messen und Wiegen
Hochreine und keimfreie Prozesse sind eine zentrale Herausforderung der industriellen Produktion – insbesondere in der Lebensmittelverarbeitung, der pharmazeutischen und medizintechnischen Industrie, aber auch in der Elektronikbranche. Um die Fertigung möglichst kontaminationsfrei zu halten, sollten Arbeitsmittel und Arbeitsraum voneinander getrennt sein. Das lässt sich mit supraleiterbasiertem Schweben umsetzen. Auf der Achema 2022 zeigt Festo sein Konzept für das berührungslose Wiegen und Messen.
Insbesondere in Reinräumen müssen Oberflächen geschlossen, gut zu reinigen und effektiv zu desinfizieren sein. Die größte Herausforderung sind hier die Arbeitsmittel: Vom Reagenzglas bis zur Destillationskolonne werden sie von außen eingebracht und können Keime einschleppen. Zudem bilden sie aufgrund ihrer Stellfläche unzugängliche Kriechspalte, die man nur schwer sauber halten kann. Durch den Einsatz von magnetfeldbasierter Schwebetechnik – zum Beispiel mit Supraleiter-Technologie – lassen sich solche Einschränkungen in Zukunft umgehen.
SupraSensor: Berührungslos Messen und Wiegen
Eine der vielfältigen Möglichkeiten zeigt das anwendungsorientierte Exponat SupraSensor, das Festo auf der Achema 2022 präsentiert. Es demonstriert die Funktion einer berührungslosen Waage, wie sie beispielsweise in Sicherheitswerkbänken der biologischen oder chemischen Analytik nutzbar wäre. Mit dem Konzept können verschiedene physikalische Größen über ein kraftbasiertes Messsystem erfasst werden, z. B. Gewicht, Dichte, Viskosität oder Temperatur.
Anwendung zum Beispiel in Laborumgebung
Bei Anwendern stößt der Technologieträger auf großes Interesse. Ein Anwendungsbeispiel wäre ein geschützter Arbeitsplatz für die Produktion oder die Laborumgebung, in den der SupraSensor als berührungslose Waage integriert wird. Höchstmöglicher Bedienerschutz und gute Reinigbarkeit sind hier sehr wichtig. Mit der schwebenden Wägeschale können beide Anforderungen sehr gut umgesetzt werden, da die komplette Technik geschützt ist und nicht kontaminiert wird.
Leicht zu reinigen
„In eine Laborumgebung übertragen bleibt die Oberfläche des Arbeitsplatzes so ohne störende Aufbauten und kann effektiv und einfach gereinigt werden, da alles außer einem Träger für das Wägegut hinter Abdeckungen untergebracht werden kann“, erklärt Michael Schöttner, Leiter SupraMotion-Projekte bei Festo. „Lediglich die Wägeschale mit dem Wägegut schwebt über der Tischplatte – ohne die Gefahr einer Querkontamination durch die Arbeitsoberfläche oder Werkzeuge.“ Beide lassen sich von der Umgebung komplett vibrationsfrei entkoppeln.
Wird die Schale nicht benötigt, kann sie entfernt werden und der gesamte Arbeitsraum der Sicherheitswerkbank steht zur freien Verfügung. Ermöglicht wird dies durch die besondere Eigenschaft von Supraleitern, die Magnete schwebend in einem bestimmten Abstand fixieren können, wenn sie auf eine bestimmte Temperatur gekühlt werden. Das Exponat zeigt damit eindrucksvoll, wie sich voneinander getrennte Arbeitsräume und Arbeitsmittel inklusive Sensorik berührungslos miteinander koppeln lassen.
Anwendung in der Medizintechnik
Über das reine Messen und Wiegen hinaus bietet die Technologie vielfältige Möglichkeiten wie die analytische Dichte- oder Viskositätsbestimmung, das präzise Dosieren oder die Überwachung reaktiver oder biologischer Prozesse. „Die Möglichkeit, Objekte berührungslos und somit komplett kontaminationsfrei zu handhaben, ist gerade für die Medizintechnik sehr interessant. Da keine Reibung entsteht, wird das Messergebnis nicht verfälscht und ist absolut genau“, sagt Dr. Frank Jacob, Leiter der Business Unit LifeTech bei Festo. Die Technologie ist sehr robust und sowohl räumlich als auch zeitlich stabil: Die materialintrinsische Schwebefunktion benötigt keinerlei Regelungstechnik und bleibt auch bei einer Unterbrechung der Stromversorgung über längere Zeit bestehen.
Supraleiter: Materialien mit besonderen Eigenschaften
Supraleiter sind Materialien, die unterhalb einer bestimmten Temperatur das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand speichern können. Mit diesem Effekt lassen sich Objekte berührungslos lagern und bewegen. Der Schwebespalt bleibt dabei selbst durch Wände hindurch stabil. Dank ihrer Rückstellkräfte nehmen die supraleitenden Magnetlagerkomponenten ihre gespeicherte Position sogar dann wieder selbstständig ein, wenn eine davon temporär entfernt wurde – ganz ohne externe Regelungstechnik.
Festo ist gleichzeitig Global Player und unabhängiges Familienunternehmen mit Sitz in Esslingen am Neckar. In der industriellen Automatisierungstechnik und technischen Bildung setzt Festo seit seinen Anfängen Maßstäbe und leistet damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung von Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft. Das Unternehmen liefert pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik für 300.000 Kunden der Fabrik- und Prozessautomatisierung in über 35 Branchen. Wachsende Bedeutung erhalten Bereiche wie Digitalisierung, KI sowie LifeTech mit Medizintechnik- und Laborautomation. Produkte und Services sind in 176 Ländern der Erde erhältlich. Weltweit rund 20.600 Mitarbeitende in rund 60 Ländern mit über 250 Niederlassungen erwirtschafteten 2023 einen Umsatz von ca. 3,65 Mrd. €. Davon werden jährlich rund 7 % in Forschung und Entwicklung investiert. Im Lernunternehmen beträgt der Anteil der Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen 1,5 % vom Umsatz. Festo Didactic SE ist führender Anbieter in technischer Aus- und Weiterbildung und bietet seinen Kunden weltweit umfassende digitale und physische Lernlösungen im industriellen Umfeld an.
