Robótica revolucionária: reduza o consumo de energia em 90%!

Robótica revolucionária: reduza o consumo de energia em 90%!

De 31 de março a 4 de abril de 2025, o Hannover Messe será palco de tecnologias robóticas inovadoras, apresentadas pelos professores Stefan Seelecke e Paul Motzki do Universidade do Sarre. No pavilhão 2, no estande B10 do Sarre, eles apresentarão seu inovador Tecnologia de memória de forma antes. Esta tecnologia promete reduzir drasticamente o consumo de energia na indústria – em até 90% em comparação com os sistemas atuais.

A energia é um dos maiores fatores de custo na indústria. Os elevados níveis de consumo não só têm um impacto significativo nos custos operacionais, mas também no clima. A nova tecnologia de acionamento baseada em materiais com memória de forma é uma solução para esse desafio. Os braços robóticos normalmente consomem energia continuamente e muitos dos sistemas de preensão atuais são pneumáticos, o que cria ruído adicional. As tecnologias anteriores encontram limitações na miniaturização e reprogramação que precisam ser superadas.

Os benefícios da tecnologia de memória de forma

O desenvolvimento dos novos sistemas robóticos de garra que serão apresentados durante a feira utiliza ligas específicas com memória de forma (SMA). Esses materiais são capazes de lembrar sua forma original, o que é importante para fabricar pinças robóticas leves e flexíveis. Protótipos de pinças a vácuo e pinças serão apresentados no local. Esses sistemas de fixação podem manusear peças de trabalho com eficiência energética, até mesmo sem energia.

Uma abordagem inovadora baseia-se em sistemas de preensão totalmente elétricos que empregam feixes de fios de níquel-titânio que atuam como músculos artificiais. O níquel-titânio possui duas estruturas cristalinas diferentes que se transformam quando um pulso de corrente é aplicado. Isso permite movimentos impressionantes. Um fio com diâmetro de apenas 500 micrômetros pode puxar mais de 10 quilos e leva a um recorde mundial: 20 fios com diâmetro de 25 micrômetros atingem uma força de tração de 5 Newtons a 200 Hertz.

Sistemas de pega adaptáveis

Os engenheiros desenvolveram sistemas de fixação elástica que podem se adaptar a diferentes peças de trabalho. É uma vantagem que as pinças não necessitem de quaisquer sensores adicionais; os fios fornecem automaticamente dados relevantes. Um protótipo de pinça de alicate tem uma força de preensão de 4 Newtons e é escalonável, tanto em termos de tamanho quanto de força. Além disso, a garra de vácuo só cria um vácuo sustentável usando pulsos de corrente curtos.

A equipe de pesquisa está procurando parceiros na Hannover Messe para desenvolver ainda mais esta tecnologia. A tecnologia de memória de forma é usada em diversas áreas, incluindo tecnologia médica, indústria automotiva e aeroespacial. Os FGLs são caracterizados pela sua capacidade de permitir expansões reversíveis de 8 a 10%. Uma propriedade especial das ligas de níquel-titânio é que elas possuem duas estruturas cristalinas: martensita na fase de baixa temperatura e austenita na fase de alta temperatura.

Perspectivas futuras e desafios

Os pesquisadores veem um grande futuro para a tecnologia de memória de forma, especialmente na tecnologia de automação e em componentes leves e eficientes. A necessidade de materiais mais leves também afeta a mecatrônica, onde a tecnologia de memória de forma desempenha um papel crucial. Na Universidade do Ruhr em Bochum, estão sendo realizadas pesquisas sobre novas formas dessas ligas que podem ser utilizadas não apenas em atuadores, mas também em tecnologia médica, como próteses vasculares ou válvulas cardíacas artificiais.

Embora as projeções de preços sugiram que a tecnologia de memória de forma poderia se tornar mais econômica, os engenheiros enfrentam alguns desafios. A ampliação da faixa de temperatura para utilização de ligas de níquel-titânio e a inexperiência no manuseio do SMA geram obstáculos que devem ser superados. No entanto, a procura destes materiais inovadores continua elevada, prometendo oportunidades interessantes para o futuro.