Piezoelektrische Flüssigkeitspumpen: Präzise Mikrofluidik durch fortschrittliche Keramiktechnologie

Die piezoelektrischen Flüssigkeitspumpen werden auf der Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas, USA, ausgestellt.

Consumer Electronics Show (CES)
Datum: 6.–9. Januar 2026
Ort: Las Vegas, USA
Standnummer: North Hall 10529

Die Förderung von Flüssigkeiten in kompakten und empfindlichen elektronischen Systemen erfordert einen neuen Ansatz in der Pumpentechnologie. Piezoelektrische Flüssigkeitspumpen erfüllen diese Anforderungen, indem sie die einzigartigen Eigenschaften piezoelektrischer Keramiken nutzen, um eine präzise, zuverlässige und hochgradig miniaturisierte Flüssigkeitsförderung zu ermöglichen. Dieses festkörperbasierte Pumpprinzip stellt eine überlegene Alternative für Anwendungen dar, bei denen Bauraum, exakte Steuerbarkeit und geräuscharmer Betrieb entscheidend sind.

Funktionsprinzip: Vibrationsgetriebene Fluidik

Im Kern der Pumpe befindet sich ein piezoelektrisches Keramikelement. Wird eine Wechselspannung angelegt, verformt sich die Keramik mit hoher Frequenz und erzeugt mikroskopisch kleine, schnelle Schwingungen. Diese Schwingungen werden mechanisch auf eine flexible Pumpmembran übertragen, die dadurch in eine oszillierende Bewegung versetzt wird.
Durch diese periodische Bewegung ändert sich das Volumen der Pumpkammer kontinuierlich: Beim Ausdehnen wird Flüssigkeit angesaugt, beim Zusammenziehen wird sie ausgestoßen. Auf diese Weise entsteht ein gleichmäßiger und präzise kontrollierbarer Förderprozess mit hervorragender Regelbarkeit der Durchflussparameter.

Zentrale Vorteile gegenüber konventionellen Pumpen

Dieses innovative Konzept bietet eine Reihe überzeugender Vorteile:

• Kompakte Bauform & Miniaturisierung: Der Verzicht auf Motoren und Getriebe ermöglicht eine extrem kleine Baugröße von nur 7 × 7 × 1,4 mm, ideal für den Einsatz in stark platzbeschränkten Geräten.

• Hohe Regelgenauigkeit & einstellbarer Durchfluss: Der Förderstrom lässt sich schnell und direkt über die Eigenschaften des angelegten AC-Signals anpassen – für eine bedarfsgerechte und flexible Durchflussregelung.

• Geräuscharmer Betrieb & keine elektromagnetischen Störungen (EMI): Das vibrationsbasierte Funktionsprinzip arbeitet nahezu lautlos, und der Verzicht auf elektromagnetische Spulen verhindert Störeinflüsse auf empfindliche Elektronik.

• Hohe Zuverlässigkeit bei geringem Energieverbrauch: Da keine rotierenden oder gleitenden mechanischen Teile vorhanden sind, wird der Verschleiß minimiert. Gleichzeitig sorgt die effiziente Energiewandlung für einen äußerst niedrigen Stromverbrauch.

Technische Leistungsfähigkeit und Anwendungsfelder

Die Kombination aus hohem Ausgangsdruck und minimaler Baugröße macht diese Pumpen besonders geeignet für anspruchsvolle mikrofluidische Anwendungen. Ein zentrales Einsatzgebiet sind fortschrittliche Flüssigkeitskühlsysteme für Hochleistungsrechner, Telekommunikation und Leistungselektronik, bei denen Kühlmedien effizient auf engstem Raum zirkuliert werden müssen.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten umfassen die präzise Dosierung in medizinischen Geräten, den Tintenstrahldrucksowie analytische und messtechnische Instrumente.

Fazit

Piezoelektrische Flüssigkeitspumpen stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Mikrofluidik dar. Durch die direkte Umwandlung elektrischer Energie in kontrollierte mechanische Schwingungen vereinen sie Miniaturisierung, Präzision, leisen Betrieb und hohe Zuverlässigkeit. Damit positionieren sie sich als Schlüsselkomponente für die nächste Generation tragbarer, empfindlicher und leistungsdichter elektronischer Systeme.