Revolucionarna robotika: smanjite potrošnju energije za 90%!

Revolucionarna robotika: smanjite potrošnju energije za 90%!

Od 31. ožujka do 4. travnja 2025. Hannover Messe bit će mjesto održavanja inovativnih tehnologija robota, koje će predstaviti profesori Stefan Seelecke i Paul Motzki s Sveučilište Saarland. U hali 2, na štandu B10 Saarlanda, predstavit će svoj revolucionarni projekt Tehnologija pamćenja oblika prije. Ova tehnologija obećava dramatično smanjenje potrošnje energije u industriji - do 90% u usporedbi sa sadašnjim sustavima.

Energija je jedan od najvećih čimbenika troškova u industriji. Visoke razine potrošnje nemaju značajan utjecaj samo na operativne troškove, već i na klimu. Nova pogonska tehnologija temeljena na materijalima s memorijom oblika rješenje je za ovaj izazov. Robotske ruke obično kontinuirano troše energiju, a mnogi današnji sustavi zahvata su pneumatski, što stvara dodatnu buku. Prethodne tehnologije nailaze na ograničenja u minijaturizaciji i reprogramiranju koja se moraju prevladati.

Prednosti tehnologije pamćenja oblika

Za razvoj novih robotskih sustava za hvatanje koji će biti predstavljeni tijekom sajma koriste se specifične legure s memorijom oblika (SMA). Ovi materijali mogu zapamtiti svoj izvorni oblik, što je važno u izradi laganih i fleksibilnih robotskih hvataljki. Na licu mjesta bit će prezentirani prototipovi vakuumskih hvataljki i kliještastih hvataljki. Ovi sustavi zahvata mogu rukovati radnim komadima energetski učinkovito, čak i bez energije.

Inovativni pristup oslanja se na potpuno električne sustave zahvata koji koriste snopove nikal-titan žice koje djeluju kao umjetni mišići. Nikal-titan ima dvije različite strukture kristalne rešetke koje se transformiraju kada se primijeni strujni impuls. To omogućuje impresivne pokrete. Žica promjera samo 500 mikrometara može povući preko 10 kilograma i dovodi do svjetskog rekorda: 20 žica promjera 25 mikrometara postižu vučnu silu od 5 Newtona pri 200 Hertza.

Prilagodljivi sustavi zahvata

Inženjeri su razvili elastične sustave zahvata koji se mogu prilagoditi različitim obradcima. Prednost je što hvataljkama nisu potrebni dodatni senzori; žice automatski daju relevantne podatke. Prototip hvataljke kliješta ima silu stezanja od 4 Newtona i skalabilan je, kako u smislu veličine tako i sile. Osim toga, vakuumska hvataljka stvara održivi vakuum samo pomoću kratkih strujnih impulsa.

Istraživački tim traži partnere na Hannover Messeu za daljnji razvoj ove tehnologije. Tehnologija pamćenja oblika koristi se u brojnim područjima, uključujući medicinsku tehnologiju, automobilsku industriju i zrakoplovstvo. FGL-ove karakterizira njihova sposobnost da omoguće reverzibilna proširenja od 8-10%. Posebno svojstvo legura nikal-titan je da imaju dvije kristalne strukture: martenzit u niskotemperaturnoj fazi i austenit u visokotemperaturnoj fazi.

Budućnost i izazovi

Istraživači vide veliku budućnost za tehnologiju memorije oblika, posebno u tehnologiji automatizacije i za lagane, učinkovite komponente. Potreba za lakšim materijalima također utječe na mehatroniku, gdje tehnologija pamćenja oblika igra presudnu ulogu. Na Sveučilištu Ruhr u Bochumu provode se istraživanja novih oblika ovih legura koje se mogu koristiti ne samo u aktuatorima, već iu medicinskoj tehnologiji, kao što su vaskularne proteze ili umjetni srčani zalisci.

Dok projekcije cijena pokazuju da bi tehnologija pamćenja oblika mogla postati isplativija, inženjeri se suočavaju s nekim izazovima. Proširenje temperaturnog raspona za upotrebu legura nikal-titan i neiskustvo u rukovanju SMA dovode do prepreka koje se moraju prevladati. Unatoč tome, potražnja za ovim inovativnim materijalima ostaje velika, obećavajući uzbudljive prilike za budućnost.