Ultraschall-Levitation und ihre industriellen Anwendungen

Die Ultraschall-basierte Levitation ist bereits seit Langem im industriellen Einsatz bewährt, um kontaktlose leichtgewichtige, empfindliche Materialien zu Transportieren. In der Forschung wird die akustische Levitation zudem für die berührungslose Handhabung von Proben eingesetzt. Erfahren Sie mehr über die Ultraschall-Levitation und ihre Anwendungen in Industrie und Wissenschaft!

Anwendungen der Ultraschall-Levitation

Die akustische Levitation ist eine wissenschaftlich erprobte und industriell genutzte Methode zur berührungslosen Materialhandhabung und Probenpositionierung. Die Ultraschallschwebetechnik wird als berührungslose Handhabungsmethode eingesetzt, um oberflächenempfindliche und zerbrechliche Werkstücke, z. B. Wafer, Mikrochips oder dünne Glasplatten, ohne mechanische Einwirkung zu manipulieren. Aufgrund der berührungslosen Handhabung von Materialien und Proben wurde die Ultraschallschwebetechnik in industriellen, wissenschaftlichen und analytischen Anwendungen eingesetzt.
In der Industrie wird die Ultraschallschwebetechnik als zuverlässige Methode für die berührungslose, behälterlose Bearbeitung von Mikrochips und anderen kleinen, empfindlichen Objekten eingesetzt, die schon bei leichtem physischen Kontakt beschädigt werden könnten. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Handhabung von hochreinen Materialien oder chemischen Reaktanten, die durch einen Behälter beeinflusst werden würden.

Arbeitsprinzip der Ultraschall Levitation

Bei der akustischen Levitation werden Ultraschallwellen auf eine Flüssigkeit, in der Regel ein Gas (z. B. Luft), aufgebracht. Wenn sich die Ultraschallwelle durch das Gas bewegt, gleicht die Schallwelle die Schwerkraft aus – mit dem Ergebnis, dass Objekte freitragend in der Luft schweben können. Dieser Effekt eines frei schwebenden Objekts in einer Schallwelle setzt das Phänomen einer stehenden Welle voraus. Eine stehende Welle entsteht, wenn sich zwei identische Wellen, die aus entgegengesetzten Richtungen kommen, gegenseitig überlagern. Daher wird in einer akustischen Schwebeanordnung ein Ultraschallwandler verwendet, um longitudinale Druckwellen zu erzeugen, und ein Reflektor auf der anderen Seite reflektiert die Wellen, so dass sich die identischen Wellen, die von beiden Seiten kommen, überlagern und eine stehende Welle bilden können.