Siliziumkugel statt Urkilogramm

Preis für Technologietransfer

Ein Wissenschaftler-Team der PTB hat für die gelungene Weitergabe einer besonderen Mess- und Fertigungstechnologie aus der Forschung in die Industrie am 8. November den Technologietransferpreis der IHK Braunschweig erhalten.

Die Preisträger (von links nach rechts): Dr.-Ing. Rudolf Meeß, Thomas Wiedenhöfer, Prof. Dr. Frank Härtig und Katharina Lehrmann. © IHK Braunschweig

Die Rede ist von hochreinen, extrem runden Siliziumkugeln, die die neue Definition des Kilogramms verkörpern. Während die reinsten Kugeln, deren Eigenschaften am genauesten bekannt sind, als oberste Referenz in der PTB in Braunschweig verbleiben, sollen zahlreiche andere Siliziumkugeln an Institute und Laboratorien in der gesamten Welt gehen, um dort als Basis für die physikalische Einheit der Masse zu dienen. Für die Fertigung und den Vertrieb dieser Massenormale konnten die J. Hauser GmbH & Co. KG sowie die Häfner GmbH gewonnen werden. Sie nutzen dafür Know-how und Verfahren, die in der PTB in vielen Jahren der Forschung entwickelt wurden.

„Mit dem Transfer der Kugelfertigung an Hauser und dem Transfer der Handhabung an Häfner ist eine weltweit einzigartige schlüsselfertige Infrastruktur geschaffen worden, die es erlaubt, hochstabile und exakte Massenormale anzubieten“, freut sich Prof. Dr. Frank Härtig über den gelungenen Technologietransfer. Der Initiator des Transfervorhabens und die drei weiteren Preisträger – Katharina Lehrmann, Dr.-Ing. Rudolf Meeß und Thomas Wiedenhöfer – stehen stellvertretend für ein großes Team in der PTB, das über viele Jahre intensiv Verfahren für die Herstellung und Handhabung hochreiner Siliziumkugeln entwickelt hat. „Wir freuen uns sehr, dass die jahrelange Forschungsarbeit der PTB-Kollegen nicht nur entscheidend zur Neudefinition des Kilogramms beigetragen hat, sondern nun auch noch deutschen Unternehmen zugutekommt“, ergänzt Härtig.

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Was wird transferiert?
Eine neuartige Fertigungsmaschine mit einer patentierten Lagerung sowie eine komplexe Fertigungskette ermöglichen die Herstellung der genauesten Kugeln der Welt. Diese haben eine extrem glatte, gleichmäßige und komplett schädigungsfreie Oberfläche, die nötig ist, um das Volumen der Kugel in der erforderlichen Genauigkeit zu ermitteln. Das Fertigungsverfahren wurde samt dem notwendigen Know-how im Rahmen des Förderprogramms TransMeT von der PTB an die J. Hauser GmbH & Co. KG und somit in die industrielle Verwertung transferiert.

Da es sowohl beim Reinigen als auch beim Transport der Kugeln äußerst wichtig ist, dass keine Mikrokratzer die Oberfläche beschädigen, hat die PTB ihr Know-how zur Handhabung, Lagerung und zum Transport der Kugeln ebenfalls weitergegeben. Empfänger war die Häfner GmbH, die neben Reinigungs- und Handhabungsutensilien mittlerweile auch Schulungen zum fachgemäßen Umgang mit Siliziumkugeln anbietet.

Siliziumkugel statt Urkilogramm
Die PTB war maßgeblich an der Neudefinition des Internationalen Einheitensystems beteiligt, das am 20. Mai 2019 in Kraft getreten ist. Seitdem ist das Urkilogramm „in Rente“, hatte es doch beständig ganz leicht an Gewicht verloren. Die an seine Stelle getretenen Siliziumkugeln haben den entscheidenden Vorteil, dass sie mit dem richtigen Material und Know-how im Falle eines Verlustes oder einer Beschädigung reproduziert werden können.

Video zum Projekt "Siliziumkugel"
Das Video zeigt Filmausschnitte zu Produktion, Reinigungsvorgängen und Messungen (Dauer: ca. 2:30 min).

Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

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