Robotique révolutionnaire : réduisez la consommation d’énergie de 90 % !

Robotique révolutionnaire : réduisez la consommation d’énergie de 90 % !

Du 31 mars au 4 avril 2025, la Foire de Hanovre sera le lieu des technologies robotiques innovantes, présentées par les professeurs Stefan Seelecte et Paul Motzki du Université de la Sarre. Dans le hall 2, au stand B10 de la Sarre, ils présenteront leur innovation Technologie à mémoire de forme avant. Cette technologie promet de réduire considérablement la consommation d’énergie dans l’industrie – jusqu’à 90 % par rapport aux systèmes actuels.

L’énergie est l’un des principaux facteurs de coûts dans l’industrie. Des niveaux de consommation élevés ont non seulement un impact significatif sur les coûts d’exploitation, mais aussi sur le climat. La nouvelle technologie d'entraînement basée sur des matériaux à mémoire de forme est une solution à ce défi. Les bras robotiques consomment généralement de l'énergie en permanence et de nombreux systèmes de préhension actuels sont pneumatiques, ce qui crée un bruit supplémentaire. Les technologies précédentes se heurtent à des limitations en matière de miniaturisation et de reprogrammation qui doivent être surmontées.

Les avantages de la technologie à mémoire de forme

Le développement des nouveaux systèmes de préhension robotisés qui seront présentés lors du salon utilise des alliages spécifiques à mémoire de forme (SMA). Ces matériaux sont capables de conserver leur forme originale, ce qui est important pour fabriquer des pinces robotiques légères et flexibles. Des prototypes de préhenseurs à vide et de pinces de préhension seront présentés sur place. Ces systèmes de préhension peuvent manipuler les pièces de manière économe en énergie, voire sans énergie.

Une approche innovante repose sur des systèmes de préhension entièrement électriques qui utilisent des faisceaux de fils de nickel-titane qui agissent comme des muscles artificiels. Le nickel-titane possède deux structures de réseau cristallin différentes qui se transforment lorsqu'une impulsion de courant est appliquée. Cela permet des mouvements impressionnants. Un fil d'un diamètre de seulement 500 micromètres peut tirer plus de 10 kilogrammes et constitue un record mondial : 20 fils d'un diamètre de 25 micromètres atteignent une force de traction de 5 Newtons à 200 Hertz.

Systèmes de préhension adaptables

Les ingénieurs ont développé des systèmes de préhension élastiques capables de s'adapter à différentes pièces. L'avantage est que les pinces ne nécessitent aucun capteur supplémentaire ; les fils fournissent automatiquement des données pertinentes. Un prototype de pince à pince a une force de préhension de 4 Newtons et est évolutif, tant en termes de taille que de force. De plus, la pince à vide crée uniquement un vide durable à l'aide de courtes impulsions de courant.

L'équipe de recherche recherche des partenaires à la Hannover Messe pour développer davantage cette technologie. La technologie à mémoire de forme est utilisée dans de nombreux domaines, notamment la technologie médicale, l’industrie automobile et l’aérospatiale. Les FGL se caractérisent par leur capacité à permettre des expansions réversibles de 8 à 10 %. Une propriété particulière des alliages nickel-titane est qu'ils possèdent deux structures cristallines : la martensite en phase basse température et l'austénite en phase haute température.

Perspectives d'avenir et défis

Les chercheurs voient un grand avenir pour la technologie à mémoire de forme, en particulier dans la technologie d'automatisation et pour les composants légers et efficaces. Le besoin de matériaux plus légers touche également la mécatronique, où la technologie à mémoire de forme joue un rôle crucial. À l'Université de la Ruhr à Bochum, des recherches sont menées sur de nouvelles formes de ces alliages qui peuvent être utilisées non seulement dans les actionneurs, mais également dans la technologie médicale, comme les prothèses vasculaires ou les valvules cardiaques artificielles.

Même si les projections de prix suggèrent que la technologie à mémoire de forme pourrait devenir plus rentable, les ingénieurs sont confrontés à certains défis. L'élargissement de la plage de température pour l'utilisation des alliages nickel-titane et le manque d'expérience dans la manipulation du SMA conduisent à des obstacles qui doivent être surmontés. Néanmoins, la demande pour ces matériaux innovants reste élevée, ce qui promet des opportunités passionnantes pour l’avenir.