Miniature Valve Actuators | Compact, Reliable Drive

Ein Miniatur-Ventilantrieb ist ein kleines Gerät, das zum Öffnen, Schließen oder zur präzisen Regulierung des Durchflusses durch kleine Ventile entwickelt wurde, insbesondere in Systemen mit begrenztem Platzangebot. Er findet Anwendung in der Mikrofluidik und der Biomedizintechnik, wo piezoelektrische oder elektromagnetische Antriebe schnelle Reaktionszeiten bei geringem Stromverbrauch gewährleisten. Solche Aktuatoren werden vor allem für Präzisionsaufgaben in Lab-on-a-Chip-Systemen benötigt, die eine zuverlässige Flüssigkeitssteuerung erfordern. Ihre geringe Größe, der niedrige Energieverbrauch und die hohe Präzision ermöglichen die Integration in tragbare automatisierte Systeme für den Einsatz in der diagnostischen Analyse und in Point-of-Care-Testgeräten.

Ein miniaturisierter Ventilantrieb öffnet, schließt oder drosselt Mikroventile präzise, ​​um sehr kleine Flüssigkeits- oder Gasmengen zu steuern. Durch die Bereitstellung reproduzierbarer Durchflussraten und Zeitabläufe mit minimaler Wärmeentwicklung und Vibration ermöglicht er zuverlässiges Mischen, Dosieren und Leiten in Lab-on-a-Chip- und anderen mikrofluidischen Systemen.

Je nach Präzision, Größe und Leistungsbedarf der Anwendung kommen verschiedene fortschrittliche Technologien zum Einsatz, um Miniaturventilantriebe zu betätigen. Diese Antriebstechnologien ermöglichen eine stabile Steuerung des Flüssigkeits- oder Gasflusses in kleinen Systemen wie beispielsweise Lab-on-a-Chip-Geräten. Die folgenden Technologien gehören zu den gebräuchlichsten:

• Piezoelektrisch:Nanometer-Verformung unter Spannung → Reaktion im Mikrosekundenbereich, Leistung im Nanowatt- bis Milliwattbereich.
• Magnetventil:Elektromagnetischer Stößel → robuste, kostengünstige Ein-/Ausschaltung (5–24 V).
• Thermisch/Bimetall: Widerstandsheizung zur Ausdehnung → einfache Elektronik, ideal für Einweg-Chips.
• Elektrostatisch (MEMS): Geladene Mikroplatten → extrem geringer Platzbedarf, Mikrowatt-Leistung, keine Spulen oder Magnete.

• Ultrakompakt – Optimiert für extrem enge Platzverhältnisse, bietet aber dennoch hohes Drehmoment und hohe Präzision.
• Vertikal integrierte Produktion – CNC-bearbeitet, mit kundenspezifischen Oberflächenbehandlungen und Montage im Reinraum, ohne jemals das Werk zu verlassen.
• Dichte Versiegelungskontrolle – Die reibungslose, spielfreie Betätigung ermöglicht eine präzise Steuerung der Durchflussmengen.
• Konfigurierbare Optionen – Konfigurierbares Drehmoment, Spannung, Befestigung und Schnittstellen, um die Anpassung an Ihr System zu erleichtern.
• Haltbarkeit – Jeder Aktuator wird über den gesamten Lebenszyklus hinweg für hohe Zykluszahlen und/oder extreme Anwendungen getestet.
• Chemische und thermische Beständigkeit – Medien auswählen und Beschichtungen für extreme Wetterbedingungen und Temperaturen.
• Globale Formation – Norck Robotics bietet technische Unterstützung und Ersatzteile in Nordamerika, Europa und Asien an.

Kleine Abmessungen und geringer Stromverbrauch sind entscheidend für Miniatur-Ventilantriebe und Lab-on-a-Chip-Anwendungen, da diese Systeme für den Betrieb in extrem kompakten und energieempfindlichen Umgebungen konzipiert sind. Die Möglichkeit, Aktuatoren in kleinste Räume zu integrieren, ohne zusätzliches Volumen oder Komplexität zu verursachen, ist unerlässlich für tragbare Geräte und Anwendungen mit hoher Packungsdichte.

• Platzsparendes Design: Viele Anwendungen, wie beispielsweise Lab-on-a-Chip-Systeme, verfügen über sehr begrenzten Platz. Miniaturisierte Aktuatoren lassen sich nahtlos in mikrofluidische Anordnungen integrieren, ohne deren Funktion zu beeinträchtigen.
• Batteriebetrieb oder tragbarer Betrieb: Der geringe Stromverbrauch ermöglicht den Einsatz in tragbaren oder am Körper tragbaren Diagnosegeräten, die auf Batterien als Energiequelle angewiesen sind.
  
• Thermische Stabilität: Weniger Leistung bedeutet weniger Wärme, was bei biochemischen oder medizinischen Prozessen wichtig ist, da die Temperatur Reaktionen oder die Integrität der Proben beeinflussen kann.
• Skalierbarkeit: Kleine, stromsparende Aktuatoren ermöglichen es, mehrere Steuerpunkte in einem einzigen kompakten Gerät unterzubringen, was die Bedienung komfortabler macht.
• Kosten- und Energieeffizienz: Der Betrieb mit minimalem Stromverbrauch spart Energiekosten und ermöglicht einfachere Stromversorgungssysteme im Gesamtdesign.

Miniatur-Ventilantriebe werden hauptsächlich in hochspezialisierten Systemen eingesetzt, in denen Kompaktheit, präzise Steuerung und Zuverlässigkeit unerlässlich sind. Dazu gehören:

• Mikrofluidische Systeme: Aktuatoren regulieren den Fluss von Flüssigkeiten durch winzige Kanäle für Vorgänge wie Mischen, Trennen und chemische Reaktionen in einer kontrollierten Mikroumgebung.
• Lab-on-a-Chip-Geräte: Sie werden in miniaturisierte Diagnosesysteme integriert, um Flüssigkeitshandhabungsvorgänge wie Probenzuführung, Reagenzienmischung und Abfallentsorgung durchzuführen – Vorgänge, die für die medizinische Diagnose und die patientennahe Diagnostik unerlässlich sind.
• Tragbare Analyseinstrumente:Einsatz in tragbaren Messgeräten für die Umweltüberwachung, die Lebensmittelsicherheitsprüfung und die biochemische Analyse, wo eine präzise Flüssigkeitssteuerung auf begrenztem Raum erforderlich ist.
• Biomedizinische Geräte: Ermöglichen Sie die automatisierte Dosierung, Medikamentenverabreichung oder Zellmanipulation in Forschungsgeräten und therapeutischen Geräten.