F R A U N H O F E R - E i nr i c h t un g f ü r M i k ro s y s t eme un d F e s t k ö r p er - Te c hno l o g i en E M F T 1 2 1 Mehrlagenverbindungen der Edelstahl-Mikropumpe 2 Edelstahl-Mikropumpe µP304 in Gehäuse EdelstahlMikropumpen für die Medizin-, Laborund Analysetechnik Anwendungsgebiete • Fraunhofer-Einrichtung für Zellhandling und -versorgung in miniaturisierten und autonomen Mikrosysteme und In der Labor- oder Medizintechnik müssen Festkörper-Technologien EMFT kleinste Flüssigkeits- und Gasmengen dosiert werden. Dies erfordert leistungfähige Bioreaktorsystemen Vorteile Hansastrasse 27 d und zuverlässige, aber dennoch kosten- 80686 München günstige Dosiersysteme. Die an der Fraun- Telefon: +49 89 54 75 90 hofer EMFT entwickelten piezoelektrisch Flussraten ermöglichen ein breites Fax: +49 89 54 75 95 50 angetriebenen Mikromembranpumpen aus Einsatzspektrum E-Mail: [email protected] Edelstahl ermöglichen exakte Dosierraten • • 80 ml/min mit Wasser. Sie eignen sich für Christian Wald unterschiedlichste Anwendungen: [email protected] • www.emft.fraunhofer.de • • und Blasentoleranz • • • Extrakorporale Dosiersysteme Alle medienberührenden Bestandteile sind biokompatibel künstlicher Schließmuskel) • Federstahl als Material gewährleistet zuverlässige Langzeiteigenschaften Medizinische Implantate (Medikamentendosierung, Patentierter Piezomontageprozess ermöglicht hohe Gegendruckfähigkeit Lokale Unterdrucktherapie (zur Behandlung chronischer Wunden) Hubvolumina im Mikroliterbereich sorgen für akkurates Dosieren bis zu 200 ml/min mit Luft und bis zu Projektleiter: Geringe Bauteilgröße und skalierbare • Die Pumpe ist autoklavierbar, dies (Infusionssysteme) gewährleistet eine hygienische Wieder- Beschickung von Gassensoren verwertbarkeit 3 Technische Innovation 4 Technische Daten Das konkrete Design der Pumpe wird indi- µP303 µP304 viduell an die jeweilige Kundenanwendung Baugröße Ø 29 mm x 2,6 mm Ø 20 mm x 2,1 mm angepasst und garantiert somit die Gewicht 13 g 5g Applikation. Zum Formen der Pumpkammer Material Edelstahl Silikon Edelstahl Silikon kommt bei der Piezomontage ein paten- Max. Flussrate (Luft) 200 ml/min 50 ml/min tiertes Verfahren zum Einsatz. Dadurch Max. Flussrate (Flüssigkeit) 80 ml/min 16 ml/min entsteht nur ein minimales Totvolumen. Gegendruckfähigkeit (Luft) 20 kPa 25 kPa Dies steigert die Gegendruckfähigkeit bei Gegendruckfähigkeit (Flüssigkeit) 31 kPa 75 kPa der Förderung von Gasen und gewähr- Energieverbrauch < 400 mW < 300 mW minimale Baugröße für die jeweilige leistet bei inkompressiblen Medien Selbstansaugung und Blasentoleranz. Spezielle Membranventile mit einer kombinierten Hart/Weichdichtung Förderraten Kennlinien der Edelstahl-Mikropumpen: sorgen für eine erhöhte Dichtheit entgegen der Flussrichtung. Aktueller Entwicklungsstatus Demonstratoren Verschiedene Varianten der robusten Edelstahl-Mikropumpen wurden bereits mittels laserstrahlgeschweißter Mehrlagenverbindungen hergestellt. Automatisierung Das neu entwickelte Verfahren der Piezomontage konnte bereits auf einer KlebstoffDosieranlage mit Pick & Place-Automatik umgesetzt werden. Dies ermöglicht eine teilweise automatisierte Fertigung. Fertigung Die Mikropumpe konnte bereits in ersten 3 Edelstahl-Mikropumpen Losgrößen von über 100 Stück gefertigt µP303 (Ø 20 mm) und µP304 (Ø 29 mm) werden. 4 Membranventil
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