Revolucionarna robotika: zmanjšajte porabo energije za 90 %!

Revolucionarna robotika: zmanjšajte porabo energije za 90 %!

Od 31. marca do 4. aprila 2025 bo Hannover Messe prizorišče inovativnih robotskih tehnologij, ki jih bosta predstavila profesorja Stefan Seelecke in Paul Motzki iz Univerza Saarland. V hali 2, na stojnici B10 v Posarju, bodo predstavili svoj prelomni izdelek Tehnologija spomina oblike prej. Ta tehnologija obljublja dramatično zmanjšanje porabe energije v industriji – do 90 % v primerjavi s trenutnimi sistemi.

Energija je eden največjih stroškovnih dejavnikov v industriji. Visoka poraba ne vpliva samo na obratovalne stroške, ampak tudi na podnebje. Nova pogonska tehnologija, ki temelji na materialih s spominom oblike, je rešitev za ta izziv. Robotske roke običajno neprekinjeno porabljajo energijo, številni današnji prijemalni sistemi pa so pnevmatski, kar ustvarja dodaten hrup. Prejšnje tehnologije se srečujejo z omejitvami pri miniaturizaciji in ponovnem programiranju, ki jih je treba premagati.

Prednosti tehnologije spomina oblike

Pri razvoju novih robotskih prijemalnih sistemov, ki bodo predstavljeni na sejmu, se uporabljajo posebne zlitine s spominom oblike (SMA). Ti materiali si lahko zapomnijo svojo prvotno obliko, kar je pomembno pri izdelavi lahkih in prilagodljivih robotskih prijemal. Na lokaciji bodo predstavljeni prototipi vakuumskih prijemal in kleščastih prijemal. Ti prijemalni sistemi lahko energijsko učinkovito, celo brez energije, obdelujejo obdelovance.

Inovativni pristop temelji na popolnoma električnih prijemalnih sistemih, ki uporabljajo snope nikelj-titanove žice, ki delujejo kot umetne mišice. Nikelj-titan ima dve različni strukturi kristalne mreže, ki se transformirata, ko se uporabi tokovni impulz. To omogoča impresivne gibe. Žica s premerom le 500 mikrometrov lahko potegne več kot 10 kilogramov in vodi do svetovnega rekorda: 20 žic s premerom 25 mikrometrov doseže vlečno silo 5 Newtonov pri 200 Hertzih.

Prilagodljivi prijemalni sistemi

Inženirji so razvili elastične prijemalne sisteme, ki se lahko prilagajajo različnim obdelovancem. Prednost je, da prijemala ne potrebujejo dodatnih senzorjev; žice samodejno zagotavljajo ustrezne podatke. Prototip prijemala za klešče ima prijemalno silo 4 Newtone in je prilagodljiv, tako glede velikosti kot sile. Poleg tega vakuumsko prijemalo ustvarja vzdržljiv vakuum le s kratkimi tokovnimi impulzi.

Raziskovalna skupina išče partnerje na sejmu Hannover Messe za nadaljnji razvoj te tehnologije. Tehnologija spomina oblike se uporablja na številnih področjih, vključno z medicinsko tehnologijo, avtomobilsko industrijo in letalstvom. Za FGL je značilna njihova sposobnost, da omogočajo reverzibilne ekspanzije 8-10 %. Posebna lastnost nikelj-titanovih zlitin je, da imajo dve kristalni strukturi: martenzit v nizkotemperaturni fazi in avstenit v visokotemperaturni fazi.

Pogled v prihodnost in izzivi

Raziskovalci vidijo veliko prihodnost za tehnologijo spomina oblike, zlasti v tehnologiji avtomatizacije in za lahke, učinkovite komponente. Potreba po lažjih materialih vpliva tudi na mehatroniko, kjer ima tehnologija spomina oblike ključno vlogo. Na Univerzi Ruhr Bochum potekajo raziskave o novih oblikah teh zlitin, ki jih je mogoče uporabiti ne le v aktuatorjih, ampak tudi v medicinski tehnologiji, kot so žilne proteze ali umetne srčne zaklopke.

Medtem ko projekcije cen kažejo, da bi tehnologija spomina oblike lahko postala stroškovno učinkovitejša, se inženirji soočajo z nekaterimi izzivi. Razširitev temperaturnega območja za uporabo zlitin nikelj-titan in neizkušenost pri ravnanju s SMA povzroča ovire, ki jih je treba premagati. Kljub temu ostaja povpraševanje po teh inovativnih materialih veliko, kar obeta vznemirljive priložnosti za prihodnost.