Революционна роботика: намалете консумацията на енергия с 90%!

Революционна роботика: намалете консумацията на енергия с 90%!

От 31 март до 4 април 2025 г. Hannover Messe ще бъде мястото за иновативни роботизирани технологии, представени от професорите Щефан Зеелеке и Пол Моцки от Саарландски университет. В зала 2, на щанда B10 на Саарланд, те ще представят своята новаторска разработка Технология за памет на формата преди. Тази технология обещава драматично намаляване на потреблението на енергия в промишлеността - с до 90% в сравнение с настоящите системи.

Енергията е един от най-големите разходни фактори в индустрията. Високите нива на потребление оказват значително влияние не само върху оперативните разходи, но и върху климата. Новата технология за задвижване, базирана на материали с памет на формата, е решение на това предизвикателство. Роботизираните ръце обикновено консумират енергия непрекъснато и много от днешните системи за захващане са пневматични, което създава допълнителен шум. Предишните технологии срещат ограничения в миниатюризацията и препрограмирането, които трябва да бъдат преодолени.

Предимствата на технологията за памет на формата

Разработката на новите роботизирани системи за захващане, които ще бъдат представени по време на търговския панаир, използва специфични сплави с памет на формата (SMA). Тези материали могат да запомнят оригиналната си форма, което е важно при производството на леки и гъвкави роботизирани грайфери. На място ще бъдат представени прототипи на вакуумни грайфери и клещи. Тези системи за захващане могат да обработват детайлите енергийно ефективно, дори без енергия.

Един новаторски подход разчита на напълно електрически системи за захващане, които използват снопове от никел-титаниева тел, които действат като изкуствени мускули. Никел-титанът има две различни структури на кристална решетка, които се трансформират, когато се приложи токов импулс. Това позволява впечатляващи движения. Тел с диаметър само 500 микрометра може да тегли над 10 килограма и води до световен рекорд: 20 жици с диаметър 25 микрометра постигат теглителна сила от 5 нютона при 200 херца.

Адаптивни системи за захващане

Инженерите са разработили еластични системи за захващане, които могат да се адаптират към различни детайли. Предимство е, че грайферите не изискват допълнителни сензори; кабелите автоматично предоставят съответните данни. Прототип на захващане на клещи има сила на захващане от 4 нютона и е мащабируем, както по отношение на размер, така и на сила. В допълнение, вакуумният захващащ елемент създава устойчив вакуум само с помощта на кратки токови импулси.

Изследователският екип търси партньори в Hannover Messe за по-нататъшно развитие на тази технология. Технологията за запаметяване на формата се използва в много области, включително медицинска технология, автомобилната индустрия и космонавтиката. FGL се характеризират със способността си да позволяват обратими разширения от 8-10%. Специално свойство на никел-титановите сплави е, че те имат две кристални структури: мартензит в нискотемпературната фаза и аустенит във високотемпературната фаза.

Бъдеща перспектива и предизвикателства

Изследователите виждат голямо бъдеще за технологията за памет на формата, особено в технологията за автоматизация и за леки, ефективни компоненти. Нуждата от по-леки материали засяга и мехатрониката, където технологията за памет на формата играе решаваща роля. В Рурския университет в Бохум се провеждат изследвания върху нови форми на тези сплави, които могат да се използват не само в задвижващи механизми, но и в медицински технологии, като съдови протези или изкуствени сърдечни клапи.

Въпреки че прогнозите за цените показват, че технологията за памет на формата може да стане по-рентабилна, инженерите са изправени пред някои предизвикателства. Разширяването на температурния диапазон за използване на никел-титанови сплави и липсата на опит в работата с SMA водят до пречки, които трябва да бъдат преодолени. Независимо от това търсенето на тези иновативни материали остава високо, обещавайки вълнуващи възможности за бъдещето.