Piezoaktoren - Lebensdauer und Zuverlässigkeit

Die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Piezoaktoren hängen stark von den Umgebungsbedingungen am Einsatzort ab. Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Betriebsspannung können sie erheblich beeinträchtigen. Abhilfe schaffen optimierte Materialien und Herstellungsverfahren, ein entsprechender Aufbau und die Wahl der geeigneten Isolierung.

Bei den PICMA-Aktoren von PI Ceramic ist die eigentliche Piezokeramik - ein monolithischer Block, dessen aktive Schichten aus dünnen keramischen Folien bestehen - von einer vollständig keramischen Isolierschicht umgeben. Sie schützt vor Luftfeuchtigkeit und gegen Ausfälle durch erhöhten Leckstrom.

Lebensdauer und Leistungsfähigkeit beweisen die Piezoaktoren seit mittlerweile zwei Jahren sogar auf dem Mars, wo sie im Probenanalysesystem der Laboreinheit CheMin beim Marsrover Curiosity im Einsatz sind. Davor mussten sie eine umfangreiche Qualifizierung und Prüfung über sich ergehen lassen. Dabei ergaben die ausführlichen Performance- und Lebensdaueruntersuchungen der NASA, dass diese Aktoren selbst nach 100 Milliarden (1011) Zyklen noch 96 % ihrer ursprünglichen Auslenkung erreichten. Geringe Ansteuerspannungen in der Größenordnung von 100 V, Ansprechzeiten im Bereich weniger µs sowie eine minimale Leistungsaufnahme beim Halten der Position sind weitere Eigenschaften, die die Aktoren für viele Anwendungsbereiche interessant machen.