Micron Accurate Universal System: „MAUS“-System kombiniert 3D-Druck und Präzisionstechnik

Das „Micron Accurate Universal System“ (MAUS) ist ein modulares Bewegungssystem, das durch 3D-gedruckte flexible Bauteile sowohl Stabilität als auch hohe Präzision bietet. Das System richtet sich speziell an Anwendungen, die mikrometergenaue Bewegungen erfordern. Mit diesem System können Nutzer Sonden auf Standard-Mikroskop-Objektträgern präzise steuern, was es in Forschung und Technik vielseitig einsetzbar macht.

Das Herzstück des MAUS-Systems ist ein XY-Tisch. Dieser kombiniert durch 3D-gedruckte Flexure-Gelenke Stabilität und Flexibilität. In der Standardkonfiguration ermöglicht das System Bewegungen innerhalb eines Bewegungsvolumens von 4 x 4 x 4 mm mit mikrometergenauer Auflösung. Für größere Bewegungen, wie das Zurückziehen der Sonde, bietet das System ein erweitertes Bewegungsvolumen von 8 x 8 x 8 mm. NEMA17-Schrittmotoren treiben die Achsen mit 400 Schritten pro Umdrehung an, wodurch die Bewegungen präzise kontrolliert werden.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, UV-Harze direkt auf den Objektträger aufzutragen. Hierbei fungiert die Sonde als Dip-Pen, der Flüssigkeiten präzise aus einem Reservoir abgibt. Eine spezielle Öffnung im XY-Tisch erlaubt es, das Harz gezielt mit UV-Licht zu bestrahlen, ohne das Reservoir zu beeinträchtigen. Außerdem ist die Sonde elektrisch leitfähig, wodurch leitfähige Objekte untersucht werden können.

Die Konstruktion basiert auf 3D-Druck-optimierte OpenSCAD-Designs. PLA-Filament mit einer Schichtdicke von 0,2 mm wird bevorzugt verwendet, da es die notwendige Flexibilität und Stabilität bietet. Nutzer können diese Eigenschaften durch Anpassungen der Flexure-Höhe im SCAD-Design weiter verfeinern. Empfohlene Druckeinstellungen umfassen vier Wandlinien und 20 % Infill, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Zur Steuerung der Achsen nutzt das System einen Arduino-Mikrocontroller. GCODE-Befehle lassen sich bequem mit Programmen wie jscut erzeugen, wodurch der Betrieb vereinfacht wird. Zukünftige Erweiterungen, wie Kalibrierungsoptionen und Endschalter, sollen die Bedienung weiter verbessern.

Zusätzliche Informationen und die OpenSCAD-Dateien stehen auf der GitHub-Projektseite bereit.