Keramik in Bewegung – Piezotechnologie aus Lederhose

Herr Dr. Pertsch, ich möchte mit einer aktuellen Frage beginnen: Wie wirkt sich die weltweite Corona-Krise derzeit auf PI Ceramic aus?

PI Ceramic ist Teil der PI-Gruppe, dem weltweit führenden Unternehmen für hochpräzise Positioniertechnik mit 1.300 Mitarbeitern und einer starken Vertriebsorganisation. Als international operierendes Unternehmen sind wir breit in allen Hightech-Märkten aufgestellt, darunter auch in der Medizintechnik. So beliefern wir einige Kunden, die Produkte herstellen, welche im Zusammenhang mit Covid-19 genutzt werden können, u.a. Infusions-, Analyse- und Beatmungsgeräte. Diese Firmen haben aktuell teilweise sehr hohe Bedarfe und unser gesamtes Team arbeitet mit Hochdruck daran, dass wir all diese Kunden schnellstmöglich beliefern können. Aktuell unterstützen wir mit unseren Produkten auch Forscher der University of Texas und des National Institute of Health bei der Analyse und Entschlüsselung des Coronavirus.⁠ Unsere Piezokeramiken ermöglichen ihnen bei der Verwendung von Transmissionselektronenmikroskopen die Erstellung von hochaufgelösten Bildern, da Piezoaktoren von PI Ceramic zur aktiven Schwingungsdämpfung dieser hochempfindlichen Systeme genutzt werden.

PI Ceramic baut seine Produktionskapazitäten weiter aus. Der Neubau soll noch im Herbst dieses Jahres eröffnet werden. Welches sind die Dimensionen und Entwicklungen dieser strategischen Investition?

Der Bedarf an anspruchsvollen Piezokeramikprodukten in unseren Kern-Marktsegmenten Medizintechnik, Ultraschallsensorik und Präzisionsdosierung nimmt stetig zu. Mit dem Ausbau des Standorts in Lederhose schaffen wir Raum für die Entwicklung neuer Produkte sowie ein zusätzliches Angebot an Dienstleistungen. Für den Neubau haben wir über 10 Mio. Euro investiert. Das neue Gebäude erstreckt sich über drei Etagen. Im Erdgeschoss zieht im Herbst ein Teil unserer PICMA^® Aktor-Produktion ein, die anderen beiden Etagen werden in den nächsten Jahren ausgebaut. Mit dem Neubau gewinnen wir 7.500 Quadratmeter Produktions- und Bürofläche hinzu, also fast die Hälfte unseres bisher bestehenden Raumes. Somit haben wir genug Platz für neue Projekte in der Zukunft. Für den Ausbau unseres Produkt- und Dienstleistungsportfolios schaffen wir rund 150 bis 200 neue Arbeitsplätze in den kommenden 5 Jahren.

Das hört sich nach einer Mammutaufgabe für ein Industrieunternehmen in Ostthüringen an. Mit welcher Strategie wollen Sie diese angehen?

Wir sind kontinuierlich auf der Suche nach Produktionsmitarbeitern und technischem Personal. Wir bauen unser Ausbildungsangebot stetig aus und suchen für das Ausbildungsjahr 2020/2021 u.a. Azubis für die Berufe Mikrotechnologe, Industriekeramiker und Prüftechnologe sowie DH-Studenten für den Studiengang Elektrotechnik/ Automatisierungstechnik.

Darüber hinaus verfügen wir über ein schlagkräftiges Team aus Vertriebs- und Entwicklungsingenieurinnen und -ingenieuren, welches auch in Zukunft mit Materialwissenschaftlern, Produktionsexperten und Ultraschall- bzw. Akustikspezialisten verstärkt werden soll.

Bei diesem großen Entwicklungsschritt ist uns das „gesunde“ Wachstum besonders wichtig. Neuen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern möchten wir vor allem unsere Unternehmenswerte nahebringen. Respektvoller Umgang miteinander, eine offene Kommunikationskultur und Teamgeist bilden unsere Grundsätze. Es freut mich sehr, dass die Mitarbeiterbewertungen auf Kununu bestätigen, dass unser Konzept aufgeht.

Als Arbeitgeber in Ostthüringen wollen wir attraktiv sein und bieten dafür ein interessantes Gesamtpaket. Wir übernehmen beispielweise einen Teil der Kita-Gebühren, bieten kostenfreie Sportkurse an, haben eine moderne Kantine und unterstützen Teamevents. Es gibt eine Reihe etablierter jährlicher Veranstaltungen für alle Kolleginnen und Kollegen. Das interne Weiterbildungs- und Führungskräfteentwicklungsprogramm ermöglicht es unseren ambitionierten Mitarbeitern, Ihre persönlichen Karriereziele zu erreichen.

Welche Bedeutung hat der TRIDELTA CAMPUS dabei?

Obwohl wir nicht direkt in Hermsdorf angesiedelt sind, hilft uns die Beteiligung am CAMPUS sehr. Seit über zehn Jahren forscht PI Ceramic an neuen, bleifreien Piezokeramiken. Dabei arbeiten wir eng mit unserem TRIDELTA CAMPUS-Partner, dem Fraunhofer IKTS in Hermsdorf, konkret mit der Gruppe von Herrn Dr. Görne zusammen. Ein wichtiger Teil unserer Lieferanten gehört dem CAMPUS an und wir nutzen den Verbund zur überregionalen Werbung sowie zur Stärkung der lokalen Ausbildung.

Gemäß der Unternehmensgrundsätze hat sich die PI Gruppe die Technologieführerschaft zum Ziel gesetzt. Eine der Kerntechnologien bildet dabei Piezokeramik aus Lederhose. Können Sie uns Ihre Produkte näher beschreiben?

Unsere piezokeramischen Komponenten und Bauelemente sind das funktionale Herzstück in den Anwendungen unserer Kunden. Der direkte Piezoeffekt, beschreibt das Auftreten eines elektrischen Signals, wenn eine Kraft oder ein Druck auf die Keramik einwirkt. Damit lassen sich z.B. Luft- oder Körperschallsignale über einen sehr großen Frequenzbereich detektieren. Beim inversen Piezoeffekt verformt sich die Keramik, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Auf diese Weise können beispielsweise sehr präzise und sehr schnelle Bewegungen in piezokeramischen Aktoren oder Ultraschall-Transducern erzeugt werden. Die meisten unserer Komponenten sind kundenspezifisch, so dass wir unser gesamtes Know-How unseren Partnern bereits in der Entwicklungsphase als Dienstleistung zur Verfügung stellen.

In welchen Anwendungen werden Ihre Produkte eingesetzt?

In der Medizintechnik kommen unsere Komponenten überall dort zum Einsatz, wo eine präzise Dosierung von Flüssigkeiten nötig ist, z.B. in Systemen der medizinischen Labordiagnostik sowie im Bereich der Zellsortierung aber auch in Mikropumpen und Verneblern. Dabei stehen vor allem die schnelle und dynamische Bewegung unserer Piezokeramiken sowie ihre Nanometer-präzise Auslenkung im Vordergrund. Dadurch ist es möglich, kleinste Flüssigkeitsvolumina zu bewegen oder Pikolitertropfen zu erzeugen. Neben den aktorischen Eigenschaften unserer Piezokeramiken kann auch die Erzeugung und Detektion von Ultraschall in vielen medizinischen Geräten genutzt werden, so z.B. in Hörhilfen, beim therapeutischen Ultraschall oder der Laufzeit-basierten Durchflussmessung z. B. in Infusionssystemen oder Herz-Lungen-Maschinen

Gibt es neben den medizintechnischen Anwendungen auch andere Einsatzfelder für Piezokeramiken?

In der Ultraschallsensorik werden unsere Piezokomponenten für die berührungslose Messung von Durchflussmengen, Füllständen oder zur Erkennung von Luftblasen in Schläuchen und Rohren verwendet. Die Funktion unserer Piezokeramiken ist dabei Ultraschallwellen zu erzeugen und zu detektieren. Ermittelt wird bei diesen industriellen Anwendungen meist die Durchflussgeschwindigkeit mit Hilfe einer Laufzeitmessung der Schallwellen. Außerdem ist es möglich, Konzentrationen oder die Viskosität eines Mediums mit Ultraschall zu detektieren. Weiterhin werden Piezoelemente in Ultraschallsensoren z.B. zur Erkennung von Objekten oder Abständen eingesetzt. Damit können unsere Piezokeramiken also in der Industrieautomation in großen Anlagen z.B. bei der Prozessüberwachung genutzt werden.

Im Bereich der industriellen Präzisionsdosierung übernehmen piezoelektrische Mikrodispenser Verteil- und Dosieraufgaben. Durch ihre hochdynamische und äußerst präzise Bewegung können mit Hilfe von Piezoaktoren kleinste Mengen im Mikro- oder Pikoliterbereich gesteuert werden. Dieses Verfahren macht sich u.a. die Inkjet-Technologie zu nutze. So werden in der industriellen Fertigung Lotpasten oder Klebstoffe präzise dosiert und damit beispielsweise hochintegrierte und wasserdichte Mobiltelefone hergestellt.

Gibt es weitere Berührungspunkte mit privaten Haushalten, unserem alltäglichen Leben?

In jedem Haushalt wird der Verbrauch von Wasser durch Wasseruhren bestimmt. Mit voran schreitender technischer Entwicklung arbeiten diese Zähler heutzutage meist digital, sodass ein Ablesen der Daten aus der Ferne geschehen kann. Unsere Piezoaktoren sind Teil dieser Technologie. Sie messen den Durchfluss von Wasser berührungslos und ersetzen somit den klassischen Flügelradzähler.

Neben dieser Piezoanwendung in privaten Haushalten gibt es auch im Bereich Gesundheit Anknüpfungspunkte mit Piezotechnologie im täglichen Leben! Beim Zahnarzt z.B. arbeiten die Handstücke, die zur Entfernung von Zahnstein verwendet werden mit Ultraschall und mit piezokeramischen Ringen von PI Ceramic. Das ist meist nicht sehr angenehm, wird aber durch ein schönes Lächeln belohnt. Ich hoffe, Sie denken bei der nächsten Behandlung an uns!

Das werde ich ganz sicher tun. Vielen Dank Herr Dr. Pertsch für die spannenden Einblicke in die Welt der Piezokeramik. Wir wünschen Ihnen und Ihrem Team viel Erfolg und freuen uns bereits heute auf die Einweihung Ihres Neubaus im Herbst 2020.

Das Interview führte Janina Kühn,
Geschäftsstellenleiterin TRIDELTA CAMPUS Hermsdorf