Revolutionerende robotteknologi: Reducer energiforbruget med 90 %!

Revolutionerende robotteknologi: Reducer energiforbruget med 90 %!

Fra 31. marts til 4. april 2025 vil Hannover Messe være stedet for innovative robotteknologier, præsenteret af professorerne Stefan Seelecke og Paul Motzki fra Saarlands Universitet. I hal 2, på Saarlands stand B10, vil de præsentere deres banebrydende Shape memory teknologi før. Denne teknologi lover at reducere energiforbruget i industrien dramatisk - med op til 90 % sammenlignet med nuværende systemer.

Energi er en af ​​de største omkostningsfaktorer i industrien. Høje forbrugsniveauer har ikke kun en væsentlig indflydelse på driftsomkostningerne, men også på klimaet. Den nye drevteknologi baseret på formhukommelsesmaterialer er en løsning på denne udfordring. Robotarme forbruger typisk energi kontinuerligt, og mange af nutidens gribesystemer er pneumatiske, hvilket skaber yderligere støj. Tidligere teknologier støder på begrænsninger i miniaturisering og omprogrammering, som skal overvindes.

Fordelene ved formhukommelsesteknologi

Udviklingen af ​​de nye robotgribesystemer, der vil blive præsenteret på messen, bruger specifikke formhukommelseslegeringer (SMA). Disse materialer er i stand til at huske deres oprindelige form, hvilket er vigtigt for at lave lette og fleksible robotgribere. Prototyper af vakuumgribere og tanggribere vil blive præsenteret på stedet. Disse gribesystemer kan håndtere arbejdsemner energieffektivt, endda energifrit.

En innovativ tilgang er afhængig af fuldt elektriske gribesystemer, der anvender bundter af nikkel-titanium-tråd, der fungerer som kunstige muskler. Nikkel-titanium har to forskellige krystalgitterstrukturer, der transformeres, når en strømimpuls påføres. Dette giver mulighed for imponerende bevægelser. En wire med en diameter på blot 500 mikrometer kan trække over 10 kilo og fører til verdensrekord: 20 tråde med en diameter på 25 mikrometer opnår en trækkraft på 5 Newton ved 200 Hertz.

Tilpasbare gribesystemer

Ingeniørerne har udviklet elastiske gribesystemer, der kan tilpasse sig forskellige emner. Det er en fordel, at griberne ikke kræver yderligere sensorer; ledningerne giver automatisk relevante data. En tang griber prototype har en gribekraft på 4 Newton og er skalerbar, både hvad angår størrelse og kraft. Derudover skaber vakuumgriberen kun et bæredygtigt vakuum ved hjælp af korte strømimpulser.

Forskerholdet søger partnere på Hannover Messe til at videreudvikle denne teknologi. Shape memory-teknologi bruges på adskillige områder, herunder medicinsk teknologi, bilindustrien og rumfart. FGL'er er kendetegnet ved deres evne til at muliggøre reversible udvidelser på 8-10%. En særlig egenskab ved nikkel-titanium-legeringer er, at de har to krystalstrukturer: martensit i lavtemperaturfasen og austenit i højtemperaturfasen.

Fremtidsudsigter og udfordringer

Forskerne ser en stor fremtid for formhukommelsesteknologi, især inden for automationsteknologi og for lette, effektive komponenter. Behovet for lettere materialer påvirker også mekatronikken, hvor formhukommelsesteknologi spiller en afgørende rolle. På Ruhr-universitetet i Bochum forskes der i nye former for disse legeringer, som ikke kun kan bruges i aktuatorer, men også i medicinsk teknologi, såsom vaskulære proteser eller kunstige hjerteklapper.

Mens prisprognoser tyder på, at formhukommelsesteknologi kan blive mere omkostningseffektiv, står ingeniører over for nogle udfordringer. Udvidelsen af ​​temperaturområdet for brugen af ​​nikkel-titanium-legeringer og uerfarenheden i at håndtere SMA fører til forhindringer, der skal overvindes. Ikke desto mindre er efterspørgslen efter disse innovative materialer fortsat høj, hvilket lover spændende muligheder for fremtiden.