Längere Lebensdauer für Uhrwerke Deutsche Technologie macht Schweizer Uhren präziser - scinexx | Das Wissensmagazin
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Längere Lebensdauer für Uhrwerke

Deutsche Technologie macht Schweizer Uhren präziser

Innenleben eines mechanischen Uhrwerks © H. Moser & Cie.

„Gebt mir das perfekte Öl, und ich gebe euch das perfekte Uhrwerk“, schrieb schon vor 200 Jahren der berühmte Uhrmacher Abraham-Louis Breguet. Das perfekte Öl gibt es immer noch nicht. Doch das Forschungszentrum Karlsruhe hat eine neue Technologie entwickelt, mit deren Hilfe Teile des Uhrwerks jetzt mit so hoher Präzision gefertigt werden können, dass eine Schmierung völlig überflüssig wird.

Die neuartigen Bauteile führen wegen ihrer metrischen Exaktheit und sehr glatten Seitenwände zu einem Qualitätssprung für die Präzision und Ganggenauigkeit der Uhrwerke. Dies führt unmittelbar zu größeren Wartungsintervallen und einer längeren Lebensdauer der Uhrwerke.

LIGA, eine Abkürzung für die Verfahrensschritte Lithographie, Galvanik und Abformung, ist ein Herstellungsverfahren für Mikrobauteile. Mit dem LIGA-Verfahren können Seitenwandrauhigkeiten unter 50 Nanometer und metrische Genauigkeiten der äußeren Form von deutlich unter einem Mikrometer realisiert werden. Möglich werden diese außergewöhnlichen Eigenschaften durch die Verwendung von Synchrotronstrahlung, wie sie an der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA in Karlsruhe verfügbar ist.

Als Material für die Uhrenbauteile setzen die Hersteller galvanisch aufgewachsenes Gold ein, das durch Zugabe geringer Mengen anderer Metalle eine große Härte erreicht. Zudem sind die Goldteile antimagnetisch und korrosionsbeständig, zwei wichtige Eigenschaften in einem mechanischen Uhrwerk. Dies ist besonders wichtig für Anker und Ankerrad, zwei der am meisten beanspruchten Bauteile, die mit hohen Schwingungsfrequenzen maßgeblich für die Ganggenauigkeit der Uhr verantwortlich sind.

Kommerzieller Durchbruch

Seit kurzem verwenden Schweizer Uhrenhersteller das LIGA Verfahren zur Herstellung ihrer Luxusuhren. Da die Teile aus fast reinem Gold bestehen, passen sie zu den ästhetischen und wertvollen Uhren.

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„Mit der Fertigung der Uhrenbauteile ist dem Forschungszentrum Karlsruhe ein Durchbruch in der Kommerzialisierung der LIGA- Technologie gelungen. Damit hält ein LIGA-Bauteil Einzug in einen Massenmarkt, in dem derzeit jährlich über eine Million Stück abgesetzt werden“, freut sich Professor Volker Saile, Leiter des Instituts für Mikrostrukturtechnik des Forschungszentrums Karlsruhe. Deshalb baut das Forschungszentrum Karlsruhe derzeit an der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts FELIG eine weitgehend automatisierte Fertigungsstraße für die Herstellung von LIGA-Bauteilen. FELIG, das ab 2008 betriebsbereit ist, erlaubt eine um den Faktor 20 höhere Fertigungskapazität. Dank der Automatisierung erwarten die Wissenschaftler eine Senkung der Herstellungskosten um mindestens 50 Prozent.

Die Uhrenbauteile waren einer der Höhepunkte der Ausstellung zum Kongress COMS 2005 (Commercialization of Micro and Nano Systems), der vom 21. bis 25. August 2005 in Baden-Baden stattfand.

(Forschungszentrum Karlsruhe, 29.08.2005 – PJÖ)

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