Robótica revolucionaria: ¡reduce el consumo de energía en un 90%!

Robótica revolucionaria: ¡reduce el consumo de energía en un 90%!

Del 31 de marzo al 4 de abril de 2025, la Feria de Hannover será el escenario de tecnologías robóticas innovadoras, presentadas por los profesores Stefan Seelecke y Paul Motzki de la Universidad del Sarre. En el pabellón 2, en el stand B10 de Sarre, presentarán sus innovadores Tecnología de memoria de forma antes. Esta tecnología promete reducir drásticamente el consumo de energía en la industria, hasta en un 90% en comparación con los sistemas actuales.

La energía es uno de los mayores factores de coste en la industria. Los elevados niveles de consumo no sólo tienen un impacto significativo en los costes operativos, sino también en el clima. La nueva tecnología de accionamiento basada en materiales con memoria de forma es una solución a este desafío. Los brazos robóticos suelen consumir energía de forma continua y muchos de los sistemas de agarre actuales son neumáticos, lo que genera ruido adicional. Las tecnologías anteriores encuentran limitaciones en la miniaturización y reprogramación que es necesario superar.

Los beneficios de la tecnología de memoria de forma

El desarrollo de los nuevos sistemas robóticos de agarre que se presentarán durante la feria utiliza aleaciones con memoria de forma específicas (SMA). Estos materiales pueden recordar su forma original, lo cual es importante para fabricar pinzas robóticas livianas y flexibles. En el lugar se presentarán prototipos de pinzas de vacío y pinzas de pinza. Estos sistemas de agarre pueden manipular piezas de forma eficiente desde el punto de vista energético, incluso sin necesidad de energía.

Un enfoque innovador se basa en sistemas de agarre totalmente eléctricos que emplean haces de alambre de níquel-titanio que actúan como músculos artificiales. El níquel-titanio tiene dos estructuras de red cristalina diferentes que se transforman cuando se aplica un pulso de corriente. Esto permite movimientos impresionantes. Un alambre con un diámetro de sólo 500 micrómetros puede arrastrar más de 10 kilogramos y establece un récord mundial: 20 alambres con un diámetro de 25 micrómetros alcanzan una fuerza de tracción de 5 Newtons a 200 Hercios.

Sistemas de agarre adaptables

Los ingenieros han desarrollado sistemas de agarre elásticos que pueden adaptarse a diferentes piezas de trabajo. Es una ventaja que las pinzas no requieran sensores adicionales; los cables proporcionan automáticamente datos relevantes. Un prototipo de pinza pinza tiene una fuerza de agarre de 4 Newtons y es escalable, tanto en tamaño como en fuerza. Además, la pinza de vacío crea un vacío sostenible únicamente mediante cortos impulsos de corriente.

El equipo de investigación busca socios en la feria de Hannover para seguir desarrollando esta tecnología. La tecnología de memoria de forma se utiliza en numerosos ámbitos, incluida la tecnología médica, la industria automovilística y la aeroespacial. Los FGL se caracterizan por su capacidad de permitir expansiones reversibles del 8-10%. Una propiedad especial de las aleaciones de níquel-titanio es que tienen dos estructuras cristalinas: martensita en la fase de baja temperatura y austenita en la fase de alta temperatura.

Perspectivas y desafíos futuros

Los investigadores ven un gran futuro para la tecnología con memoria de forma, especialmente en la tecnología de automatización y para componentes ligeros y eficientes. La necesidad de materiales más ligeros también afecta a la mecatrónica, donde la tecnología de memoria de forma juega un papel crucial. En la Universidad del Ruhr en Bochum se investigan nuevas formas de estas aleaciones que pueden utilizarse no sólo en actuadores, sino también en tecnología médica, como prótesis vasculares o válvulas cardíacas artificiales.

Si bien las proyecciones de precios sugieren que la tecnología de memoria de forma podría volverse más rentable, los ingenieros enfrentan algunos desafíos. La ampliación del rango de temperatura para el uso de aleaciones de níquel-titanio y la inexperiencia en el manejo de SMA plantean obstáculos que es necesario superar. Sin embargo, la demanda de estos materiales innovadores sigue siendo alta, lo que promete interesantes oportunidades para el futuro.