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09.01.2003

21:46 Uhr

Die Technik könnte bereits in zwei Jahren auf den Markt kommen

Mikrowellen bohren lautlos Löcher

VonKIRSTEN SCHMIDT

Eine Technik, die bislang beim Aufwärmen von Mittagessen genutzt wird, könnte die Bohrmaschine revolutionieren. Elektromagnetische Strahlen erweichen das Baumaterial und ein kleiner Stab formt das Loch.

DÜSSELDORF. Ob auf Baustellen, bei Renovierungsarbeiten, in Fertigungshallen oder beim Zahnarzt - wo ein Bohrer im Einsatz ist, ist normalerweise Lärm nicht zu vermeiden. Schon bald könnte es jedoch Erleichterung für so manches geplagte Ohr geben: Unter der Leitung des israelischen Forschers Eliyahu Jerby haben Ingenieure der Universität Tel Aviv jetzt eine Minibohrmaschine entwickelt, die sich lautlos in unterschiedlichste Materialien windet.

Statt des rotierenden Bohrkopfes sorgen stark gebündelte Mikrowellen für die Entstehung der Löcher. Die unsichtbaren Strahlen erhitzen das Objekt an der gewünschten Stelle auf rund 2 000 Grad und erweichen es, so dass sich ein kleiner Stab hindurchschieben lässt. Egal ob Stein, Beton, Keramik oder Glas - der Mikrowellenbohrer durchdringt das Material wie "ein heißes Messer ein Stück Butter", sagt Jerby. Lediglich bei Materialien mit enorm hohen Schmelzpunkten oder großen elektrischen Leitfähigkeiten versagt der lautlose Bohrer.

"Diese Entwicklung ist ein Beispiel dafür, dass gute Erfindungen weder teuer noch hoch kompliziert sein müssen", lobt Physik-Professor Günter Nimtz von der Universität zu Köln die Innovation aus Israel. Für die Konstruktion seiner Mikrowellenbohrmaschine nutzt der israelische Wissenschaftler Teile eines handelsüblichen Mikrowellenherds aus der Küche. Dabei wird das Kernstück des Geräts - das so genannte Magnetron - mit einem Koaxialleiter verbunden, der die Strahlen ummantelt. Durch den Einsatz eines Spiegels lassen sich die Strahlen auf einen Punkt knapp unterhalb der Objektoberfläche bündeln. Sie erhitzen dabei die zu bohrende Substanz so stark, dass diese sich verflüssigt. So kann der in dem Koaxialleiter enthaltene Stift in das weiche Material eindringen.

Der jetzt vorgestellte Prototyp ist in der Lage, in weniger als einer Minute ein zwei Zentimeter tiefes und zwei Millimeter breites Loch in Beton zu bohren. "Wir verfügen aber inzwischen auch über Geräte zur Bearbeitung von Keramik und Glas, die innerhalb von ein bis zwei Jahren Marktreife erlangen können", hebt der Erfinder hervor.

Dass es für derartige Systeme durchaus Bedarf gibt, steht für Jerby außer Frage. Schließlich sind die denkbaren Einsatzmöglichkeiten keinesfalls auf das Bohren beschränkt. "Weiterentwicklungen des Mikrowellenbohrers könnten auch zum Schneiden, Nageln, Verkleben oder zur lokalen Wärmebehandlung genutzt werden", zählt der Wissenschaftler auf. Nicht zuletzt auf Grund dieser vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten und der geringen Herstellungskosten ist das israelische Forscherteam überzeugt, dass "die Technik für eine Reihe von Anwendungen eine kostengünstige Lösung darstellen könnte" - etwa in der Produktion von keramischen Bauteilen für Autos und Flugzeuge, im Bauwesen und der Geotechnik.

Der neu entwickelte Mikrowellenbohrer kostet nur wenig mehr als sein mechanisches Pendant. "Dadurch bietet sich ein enormes Vermarktungspotenzial", glaubt auch der Kölner Professor Nimtz. Neben dem Einsatz etwa bei der Montage von Halbleiterelementen auf Platinen - so seine Prognose - könnten sich die Mikrowellen auch auf dem Bau oder in der Glas- und Feinkeramikindustrie als kostengünstige High-Tech-Werkzeuge durchsetzen.

Bis sich der lautlose Bohrer flächendeckend etabliert, wird allerdings noch einige Zeit ins Land gehen. "Das Thema Sicherheit muss noch umfassend geklärt werden", räumt Jerby ein. Für seinen Bohrer hat er allerdings schon eine Lösung gefunden: Bei den Serienmodellen sollen einfache Abdeckungen vor der Bohrspitze einen Schutz vor den unsichtbaren Strahlen bieten.

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