Robotică revoluționară: reduceți consumul de energie cu 90%!

Robotică revoluționară: reduceți consumul de energie cu 90%!

În perioada 31 martie - 4 aprilie 2025, Hannover Messe va fi locul de desfășurare a tehnologiilor robotice inovatoare, prezentate de profesorii Stefan Seelecke și Paul Motzki de la Universitatea Saarland. În Sala 2, la standul B10 din Saarland, își vor prezenta inovația Tehnologia memoriei formelor înainte. Această tehnologie promite să reducă dramatic consumul de energie în industrie - cu până la 90% în comparație cu sistemele actuale.

Energia este unul dintre cei mai mari factori de cost din industrie. Nivelurile ridicate de consum nu numai că au un impact semnificativ asupra costurilor de operare, ci și asupra climei. Noua tehnologie de acționare bazată pe materiale cu memorie de formă este o soluție la această provocare. De obicei, brațele robotizate consumă energie în mod continuu, iar multe dintre sistemele de prindere de astăzi sunt pneumatice, ceea ce creează zgomot suplimentar. Tehnologiile anterioare întâmpină limitări în miniaturizare și reprogramare care trebuie depășite.

Beneficiile tehnologiei de memorie de formă

Dezvoltarea noilor sisteme robotizate de prindere care vor fi prezentate în cadrul târgului utilizează aliaje specifice cu memorie de formă (SMA). Aceste materiale sunt capabile să-și amintească forma lor originală, ceea ce este important în realizarea unor prinderi robotizate ușoare și flexibile. La fața locului vor fi prezentate prototipuri de prinderi cu vid și clești de prindere. Aceste sisteme de prindere pot manipula piesele de prelucrat eficient din punct de vedere energetic, chiar fără energie.

O abordare inovatoare se bazează pe sisteme de prindere complet electrice care folosesc mănunchiuri de sârmă de nichel-titan care acționează ca mușchi artificiali. Nichelul-titan are două structuri cristaline diferite care se transformă atunci când se aplică un impuls de curent. Acest lucru permite mișcări impresionante. Un fir cu un diametru de doar 500 de micrometri poate trage peste 10 kilograme și duce la un record mondial: 20 de fire cu un diametru de 25 de micrometri realizează o forță de tragere de 5 Newtoni la 200 Herți.

Sisteme de prindere adaptabile

Inginerii au dezvoltat sisteme elastice de prindere care se pot adapta la diferite piese de prelucrat. Este un avantaj că clemele nu necesită senzori suplimentari; firele furnizează automat date relevante. Un prototip de clește de prindere are o forță de prindere de 4 Newtoni și este scalabil, atât ca dimensiune, cât și ca forță. În plus, dispozitivul de prindere cu vid creează doar un vid durabil folosind impulsuri de curent scurte.

Echipa de cercetare caută parteneri la Hannover Messe pentru a dezvolta în continuare această tehnologie. Tehnologia memoriei formelor este utilizată în numeroase domenii, inclusiv în tehnologia medicală, industria auto și aerospațială. FGL-urile se caracterizează prin capacitatea lor de a permite expansiuni reversibile de 8-10%. O proprietate specială a aliajelor de nichel-titan este că au două structuri cristaline: martensita în faza de temperatură joasă și austenita în faza de temperatură înaltă.

Perspectivă și provocări de viitor

Cercetătorii văd un viitor grozav pentru tehnologia memoriei formei, în special în tehnologia de automatizare și pentru componentele ușoare și eficiente. Nevoia de materiale mai ușoare afectează și mecatronica, unde tehnologia memoriei formei joacă un rol crucial. La Universitatea Ruhr din Bochum se desfășoară cercetări asupra unor noi forme ale acestor aliaje care pot fi utilizate nu numai în dispozitive de acționare, ci și în tehnologia medicală, precum protezele vasculare sau valvele cardiace artificiale.

În timp ce previziunile de preț sugerează că tehnologia memoriei de formă ar putea deveni mai rentabilă, inginerii se confruntă cu unele provocări. Extinderea intervalului de temperatură pentru utilizarea aliajelor de nichel-titan și lipsa de experiență în manipularea SMA conduc la obstacole care trebuie depășite. Cu toate acestea, cererea pentru aceste materiale inovatoare rămâne ridicată, promițând oportunități interesante pentru viitor.