Forradalmi robotika: csökkentse az energiafogyasztást 90%-kal!

Forradalmi robotika: csökkentse az energiafogyasztást 90%-kal!

2025. március 31. és április 4. között a Hannoveri Messe lesz az innovatív robottechnológiák helyszíne, amelyet Stefan Seelecke és Paul Motzki professzorok mutatnak be. Saarland Egyetem. A 2. csarnokban, a Saar-vidék B10-es standján mutatják be úttörőjüket Alakmemória technológia előtt. Ez a technológia az ipari energiafogyasztás drámai csökkentését ígéri – a jelenlegi rendszerekhez képest akár 90%-kal.

Az energia az egyik legnagyobb költségtényező az iparban. A magas fogyasztási szint nemcsak az üzemeltetési költségekre, hanem a klímára is jelentős hatással van. Az alakmemóriás anyagokon alapuló új hajtástechnológia erre a kihívásra jelent megoldást. A robotkarok jellemzően folyamatosan fogyasztanak energiát, és sok mai markolórendszer pneumatikus, ami további zajt kelt. A korábbi technológiák a miniatürizálás és az újraprogramozás korlátaiba ütköznek, amelyeket le kell küzdeni.

Az alakmemória technológia előnyei

A szakkiállításon bemutatásra kerülő új robotos megfogórendszerek fejlesztése speciális alakmemóriás ötvözeteket (SMA) használ. Ezek az anyagok képesek megjegyezni eredeti formájukat, ami fontos a könnyű és rugalmas robotfogók készítésénél. A helyszínen bemutatják a vákuum- és fogófogók prototípusait. Ezek a megfogórendszerek energiahatékonyan, akár energiamentesen tudják kezelni a munkadarabokat.

Az innovatív megközelítés teljesen elektromos megfogórendszereken alapul, amelyek mesterséges izomként működő nikkel-titán huzalkötegeket alkalmaznak. A nikkel-titánnak két különböző kristályrácsszerkezete van, amelyek áramimpulzus hatására átalakulnak. Ez lenyűgöző mozgásokat tesz lehetővé. Egy mindössze 500 mikrométer átmérőjű huzal több mint 10 kilogrammot tud húzni, és világrekordhoz vezet: 20 25 mikrométer átmérőjű vezeték 5 Newton húzóerőt ér el 200 Hertz mellett.

Alkalmazható fogórendszerek

A mérnökök rugalmas megfogó rendszereket fejlesztettek ki, amelyek alkalmazkodni tudnak a különböző munkadarabokhoz. Előny, hogy a megfogók nem igényelnek további érzékelőket; a vezetékek automatikusan releváns adatokat szolgáltatnak. A fogós megfogó prototípusának megfogóereje 4 Newton, és mérete és erő tekintetében is méretezhető. Ezenkívül a vákuumfogó csak rövid áramimpulzusokkal hoz létre fenntartható vákuumot.

A kutatócsoport partnereket keres a Hannover Messe rendezvényen e technológia továbbfejlesztésére. Az alakmemória technológiát számos területen használják, beleértve az orvosi technológiát, az autóipart és a repülést. Az FGL-ekre jellemző, hogy képesek 8-10%-os reverzibilis tágulást lehetővé tenni. A nikkel-titán ötvözetek különleges tulajdonsága, hogy két kristályszerkezettel rendelkeznek: az alacsony hőmérsékletű fázisban martenzit és a magas hőmérsékletű fázisban ausztenit.

Jövőbeli kilátások és kihívások

A kutatók nagy jövőt látnak az alakmemória-technológiában, különösen az automatizálási technológiában és a könnyű, hatékony alkatrészekben. A könnyebb anyagok iránti igény a mechatronikát is érinti, ahol az alakmemória technológiája döntő szerepet játszik. A bochumi Ruhr Egyetemen ezen ötvözetek új formáit kutatják, amelyek nem csak aktuátorokban, hanem orvostechnikában is használhatók, mint például érprotézisek vagy mesterséges szívbillentyűk.

Míg az ár előrejelzések szerint az alakmemória-technológia költséghatékonyabbá válhat, a mérnökök bizonyos kihívásokkal néznek szembe. A nikkel-titán ötvözetek használatának hőmérsékleti tartományának bővülése és az SMA kezelésében tapasztalt tapasztalatlanság olyan akadályokhoz vezet, amelyeket le kell győzni. Ennek ellenére továbbra is nagy a kereslet ezen innovatív anyagok iránt, ami izgalmas lehetőségeket ígér a jövőre nézve.