Automatisierung

DC-Kleinstmotoren treiben Nadeln von Tätowier-Maschinen an

11.11.2013 -

Kunst am Körper liegt im Trend: Immer mehr Menschen wollen sich dauerhaft mit Tätowierungen schmücken, fast jeder dritte trägt die Kunst sogar öffentlich zur Schau. Doch großflächige Tattoos bedeuten häufig auch mehrere Stunden Arbeit. Daher profitieren die Künstler sehr von leichten, handlichen Geräten mit laufruhigem Kleinstmotor.

Eine Tätowier-Maschine funktioniert im Prinzip ähnlich wie eine Nähmaschine: Eine oder mehrere Nadeln oszillieren und punktieren dabei die Haut. Mit mehreren Tausend Stichen pro Minute gelangt die Farbe an die gewünschte Körperstelle. Ein geübter Tätowierer sticht weder zu oberflächlich noch zu tief: Ideal ist, wenn er die mittlere Hautschicht trifft. Denn bleibt er zu oberflächlich, ist das Tattoo nicht dauerhaft, sticht er zu tief, kommt es zu Blutungen, die den Verlauf der eingebrachten Farbe beeinflussen. Tätowierer müssen also ihr Handwerk beherrschen. Gleichzeitig sind sie Künstler, die eine Tradition weiterführen; ihre Tätowier-Maschinen sind das Werkzeug, mit dem sie ihre Kunst verwirklichen. Dabei sind die Anforderungen an die eingesetzte Technik recht hoch und decken sich mit denen vieler anderer Bereiche.

Leichter Motor dank speziellem Rotor
Da ein großflächiges Tattoo durchaus mehrere Stunden pausenlose Arbeit bedeutet, müssen die Maschinen leicht und funktionell sein, damit ein ermüdungsfreies Arbeiten möglich ist und der Künstler sich ganz seinem Werk widmen kann. Ein vibrationsarmer und leiser Betrieb ist dabei ebenfalls wünschenswert. Und so haben sich die DC-Kleinstmotoren aus dem Faulhaber-Programm dieses eher ungewöhnliche Einsatzfeld erschlossen. Bei Tätowier-Maschinen der jüngsten Generation, den sogenannten Rotary-Maschinen, treiben sie die Nadeln an. Ihr Vorteil: Sie sind bei hoher Leistungsdichte kompakt und leicht. Im Gegensatz zu anderen DC-Antrieben ist ihr Rotor nicht auf einen Eisenkern gewickelt, sondern besteht aus einer freitragenden, in Schrägwicklung hergestellten Kupferspule. Dieser als Glockenanker bezeichnete Rotor wiegt dadurch wenig. Zudem weist er ein geringes Trägheitsmoment und rastmomentfreien Lauf auf. Dadurch bieten die Motoren hohe Dynamik und präzisen Gleichlauf. Dank ihrer linearen Charakteristik lassen sie sich zudem einfach regeln. Da sie nur wenig Bauraum benötigen, können sie gut in die Tätowier-Maschinen eingebaut werden, und zwar so, dass diese handlich und kompakt bleiben.

Linear oszillierende Injektionsnadel
Im Prinzip bestehen die neuen Rotary-Maschinen aus einem gewinkelten Handstück und dem auswechselbaren Aufsatz mit dem eigentlichen Tätowier-Werkzeug. Der Motor sitzt im Querstück des Handgriffs und treibt eine Exzenter-Mechanik an, um die Injektionsnadel linear oszillieren zu lassen. Benötigt werden hierbei kurze Motoren. Diese gibt es in unterschiedlichen Varianten und Technologien. Sie sind bei einem Durchmesser von 17 mm lediglich 22 mm lang und wiegen je nach Modell 20 bis 60 Gramm. Aufgrund der hohen Wirkungsgrade von bis zu 86 Prozent liefern sie dennoch die für die Rotary-Maschinen notwendige Leistung.
Dank der eingesetzten DC-Motoren arbeiten die neuen Tätowier-Maschinen jetzt laufruhig, liegen durch ihr geringes Eigengewicht gut in der Hand und sind obendrein auch noch deutlich leiser als die bisher üblichen Spulenmaschinen, die ähnlich arbeiten wie eine altmodische Türklingel, bei der ein Klöppel in rascher Folge auf einen kleinen Gong schlägt.

Präzision im Kugelschreiberformat
Ebenso wie der Tätowierer profitieren auch Kosmetiker und Kosmetikerin, die ein Permanent-Make-up auftragen, von einem leichten, handlichen Gerät, das sie feinfühlig führen können. Die mikrofeinen Farbpigmente werden mit einer oszillierenden Nadel in die Hautoberfläche implantiert, wobei im Gegensatz zum Tätowieren nur die obersten Hautschichten behandelt werden und das darunter liegende, lebende Gewebe unverletzt bleibt. Anders als ein Tattoo ist Permanent-Make-up deshalb nicht irreversibel; es hält rund fünf Jahre. Die eingesetzten Geräte müssen allerdings sehr präzise und zuverlässig arbeiten. Da an empfindlichen Körperteilen wie etwa dem Auge hantiert wird, ist eine besondere Laufruhe notwendig. Auch hier lassen sich die DC-Kleinstantrieben gut einsetzen. Da die fürs Permanent-Make-up verwendeten Geräte eher länglich und für eine gute Handhabung etwa so groß wie ein Kugelschreiber sein sollen, haben sich hier schlanke DC-Kleinstmotoren mit Durchmessern zwischen 13 mm und 15 mm bewährt.

Weitere Einsatzgebiete
Sicherlich ist der Einsatzbereich Kosmetikstudio oder Tattoo-Shop für die anpassungsfähigen DC-Kleinstmotoren eher ungewöhnlich, die hier geforderten Eigenschaften sind jedoch auch für viele andere Branchen interessant, zumal die kompakten edelmetallkommutierten Ausführungen eine Lebenserwartung von bis zu 10.000 Betriebsstunden haben. Die Motoren mit Durchmessern zwischen 6 bis 22 mm werden ergänzt durch eine umfangreiche Auswahl an Standardkomponenten wie hochauflösende Encoder, Präzisionsgetriebe und Steuerungen. Für besondere Applikationsanforderungen lassen sich die Standardprodukte zudem jederzeit modifizieren. Zu den üblichen Anpassungen zählen beispielsweise Vakuumtauglichkeit, ein erweiterter Temperaturbereich, modifizierte Wellen, Spannungen, Anschlüsse oder Stecker. Typische Anwendungen finden sich daher auch in der Medizintechnik, der Präzisionsoptik, der Telekommunikation, in Bestückungsautomaten, in der Robotik sowie in der Luft- und Raumfahrt.

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