Posizionamento ultrapreciso alle alte velocità
Con Nanopositioner, NSK dimostra la sua competenza nel posizionamento ultrapreciso. Caratteristica distintiva del dispositivo è il supporto bloccato con vite a ricircolazione di sfere dotato di elemento piezometrico, grazie al quale vengono eseguiti posizionamenti con precisione nanometrica e velocità elevate, senza compromettere la rigidità meccanica. Grazie alla capacità di manipolare oggetti microscopici, il sistema trova impiego nel campo della medicina e delle biotecnologie, così come nell’assemblaggio di strumenti microscopici.
Con una consolidata esperienza nel motion control, NSK fornisce ai propri clienti manipolatori e posizionatori con precisioni micrometrica se non, addirittura, nanometrica. Queste soluzioni consentono operazioni di posizionamento con livelli di precisione microscopica, che richiedono know-how e competenze ingegneristiche di alto livello. Un esempio è Nanopositioner, un componente che dimostra la competenza di NSK nella meccatronica integrata e nelle tecnologie di posizionamento di precisione. Queste conoscenze sono il risultato di decenni di sviluppo nelle tecnologie legate ai cuscinetti, ai prodotti di movimentazione lineare e alle soluzioni di visione industriale.
La richiesta di posizionamenti con precisione nanometrica è in aumento
La domanda di meccanismi di posizionamento con precisione nanometrica è in continuo aumento nei settori più svariati, dalla produzione di semiconduttori alle biotecnologie, dai dispositivi di comunicazione ottica ai microsistemi elettromeccanici (MEMS), per fare solo alcuni esempi.
Da qualche tempo sono disponibili soluzioni di posizionamento di precisione che soddisfano i requisiti di questi componenti, come viti a ricircolazione di sfere, motori passo-passo ed elementi piezoelettrici. Queste soluzioni peccano però solitamente di rigidezza e non offrono l’altissima risoluzione necessaria a velocità elevate.
L’elemento piezoelettrico è montato sull’albero dei cuscinetti precaricati
Il Nanopositioner di NSK supera questi limiti. Grazie a una soluzione proprietaria costituita da un supporto bloccato con vite a ricircolazione di sfere dotato di elemento piezometrico, il dispositivo effettua posizionamenti con precisione nanometrica e velocità elevate, senza compromettere la rigidità meccanica. La velocità massima raggiunge i 72 mm/s, con risoluzione 5 nm e precisione di posizionamento ±15 nm. Fra le caratteristiche distintive del Nanopositioner spiccano la configurazione e la struttura del sistema. I sistemi tradizionali di posizionamento di precisione utilizzano un elemento piezoelettrico in forma di attuatore, ma questa soluzione è soggetta a tensioni, momenti torcenti e carichi radiali. L’utilizzo di molle a compressione può contrastare questi effetti, ma non garantisce una rigidità adeguata e può ostacolare l’esercizio ad alta velocità. Al contrario, nel Nanopositioner di NSK il montaggio dell’elemento piezoelettrico sullo stesso albero dei cuscinetti precaricati, impedisce momenti o carichi radiali indesiderati. Inoltre, il precarico del cuscinetto sotto forma di forza di compressione sull’elemento piezoelettrico evita tensioni, senza compromettere la rigidità.
Cuore dei sistemi di micromanipolazione utilizzati in svariate applicazioni
Il Nanopositioner trova applicazione sugli assi di posizionamento XYZ. Ad esempio, il dispositivo è il cuore di un sistema collaudato di micromanipolazione sviluppato da NSK per il posizionamento di precisione. Grazie alla capacità di manipolare oggetti piccoli quanto una cellula, il sistema è ideale per svariate applicazioni nel campo della medicina e delle biotecnologie, mentre gli esperti in nanotecnologie lo trovano estremamente utile nell’assemblaggio di strumenti microscopici. Guidato da un motore rotante, il Nanopositioner offre il controllo di posizionamento di precisione richiesto da diversi sistemi e micromanipolatori, con la facilità di utilizzo e l’alta precisione di movimento di diversi sistemi collegati. Il Nanopositioner di NSK viene proposto in due versioni: la serie M con singolo asse compatto e la serie CD con tavola XY a due assi.