Dimensionierung und Technologiekonzept für eine neuartige Mikropumpe ohne bewegliche mechanische Bauteile

Abstract:
Dieser Beitrag widmet sich dem Entwurf vom Mikrostrukturen, die das Kernstück einer neuartigen Mikropumpe sind, welche vollständig ohne bewegliche mechanische Elemente auskommt, sowie der Vorstellung eines Technologiekonzepts zu deren Herstellung. Die Grenzfläche der zu fördernden Flüssigkeit zum umgebenden Gas wird innerhalb der Pumpe periodisch durch elektrostatische Auslenkung in Hohlräume innerhalb einer darunter liegenden Mikrostruktur ausgelenkt, wodurch der Pumpenhub erzeugt wird. Ausgehend vom Prinzip der Energieminimierung wird gezeigt, wie der initial unabdingbare Cassie-Baxter-Zustand der Flüssigkeit auf der Mikrostruktur garantiert und die Stabilität dieses Zustands charakterisiert werden kann. Aufbauend aus der Dimensionierung der Mikrostrukturen wird ein Technologiekonzept zur Herstellung der Mikropumpe entwickelt. Die ersten Ergebnisse des Herstellungsprozesses und der Erprobungsphase werden präsentiert.