Innovative bleifreie Ultraschallsysteme

Piezokeramiken werden z. B. in Kfz-Einparkassistenten, diagnostischem Ultraschall und industriellen Herstellprozessen eingesetzt. Aufgrund der EU-Richtlinie 2011/65/EU sollen gefährliche Stoffe – wie Blei – in Elektro- und Elektronikgeräten durch Alternativen ohne giftige Schwermetalle ersetzt werden. Der Verzicht auf Blei hat in Piezokeramiken jedoch eine reduzierte Leistungsfähigkeit zur Folge: Aufgrund ihrer geringeren mechanischen Güte erwärmen sich in Ultraschallaktoren eingesetzte bleifreie Keramiken stark; ohne zusätzliche Kühlung drohen nichtlineare Effekte in der Schwingungsdynamik und schnellere Alterungsprozesse im Langzeitbetrieb. Durch die experimentelle Entwicklung von Ultraschallaktoren, basierend auf den ersten kommerziell verfügbaren bleifreien Piezokeramiken, und systematische Tests in typischen praxisnahen Anwendungen werden im vorliegenden Entwicklungsprojekt die zu erwartenden Probleme unter Last, bei hohen Dehnungszuständen und im Dauerbetrieb gezielt angegangen. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung dreier verschiedener Ultraschallsysteme ohne Blei, die für typische Anwendungsszenarien den hohen industriellen Leistungs- und Haltbarkeitsanforderungen genügen.

Kooperationspartner: ATHENA Technologieberatung GmbH, Paderborn