Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stufenloser Schalter, Fühlhilfe fürs Handy: Saar-Forscher machen Folie zum feinfühlenden Bauteil

27.03.2018

Sie bestehen aus dünner Silikonfolie, können aber kraftvoll drücken, stoßen, vibrieren und jede gewünschte Stellung halten. Und: Sie sind als Sensoren zugleich Sinnesorgane für die Technik. Eine neue Generation technischer Bauteile entwickelt das Forscherteam von Stefan Seelecke von der Universität des Saarlandes. Sie können als stufenlose Schalter, selbst-dosierende Ventile, motorlose Pumpen oder sogar als Fühlhilfe in Touch-Bildschirmen Einsatz finden. Die Technologie kommt ohne seltene Erden oder Kupfer aus, ist kostengünstig in der Herstellung, verbraucht sehr wenig Energie und die Bauteile sind federleicht. Auf der Hannover Messe suchen die Ingenieure Partner aus der Industrie.

Die Ingenieure demonstrieren das Potenzial ihrer Folie auf der Hannover Messe: Am saarländischen Forschungsstand (Halle 2, Stand B 46) zeigen sie vom 23. bis 27. April, wie ihre Folie reagieren kann, wenn ein Objekt auf sie auftrifft.


Mit dieser Apparatur zeigen die Ingenieure Paul Motzki (l.) und Philipp Linnebach (r.) die neue Technologie auf der Hannover Messe: Hierzu lassen sie einen Ball auf die Folie fallen.

Foto: Oliver Dietze


Professor Stefan Seelecke

Foto: Oliver Dietze

Die hauchdünne Folie aus Silikon zieht sich in der einen Richtung zusammen und dehnt sich in die andere. Die Saarbrücker Ingenieure lassen sie verschiedenste Choreografien vollführen: vom hochfrequenten Vibrieren bis hin zu stufenlosen Hub-Bewegungen. Das macht die Folie zu einem neuartigen Antrieb. Alles, was die Forscher dazu benötigen, ist elektrische Spannung.

„Auf beiden Seiten einer Kunststoff-Membran ist eine elektrisch leitfähige Schicht aufgedruckt. Hierdurch können wir eine elektrische Spannung an das Polymer anlegen“, erläutert Professor Stefan Seelecke vom Lehrstuhl für intelligente Materialsysteme der Universität des Saarlandes. Das macht die Folie „elektroaktiv“. Sie wird denn auch als „elektroaktives Polymer“ bezeichnet oder, etwas spezifischer, als „dielektrisches Elastomer“.

Verändern die Ingenieure das elektrische Feld, wirken sich elektrostatische Anziehungskräfte so aus, dass sich die Folie zusammendrückt und so ihre Fläche vergrößert. Mit einer Regelung über Algorithmen im Hintergrund wird aus dem unscheinbaren Stück Kunststoff mit schwarzem Aufdruck ein hochtechnisches Bauteil, das durch elektrische Spannung gezielt angesteuert werden kann.

„Wir setzen hierfür die Folie selbst als Positions-Sensor ein. Das jeweilige Bauteil hat zugleich auch sensorische Eigenschaften“, sagt Stefan Seelecke. Die Forscher können die einzelnen Stellungen der Folie – also wie sie sich gerade verformt – exakt entsprechenden Messwerten der elektrischen Kapazität zuordnen.

„Wenn wir die elektrische Kapazität messen, können wir also auf die jeweilige mechanische Auslenkung der Folie rückschließen“, erklärt Ingenieur Philipp Linnebach, der als wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand in Seeleckes Team an den neuen Folien-Antrieben arbeitet. In einer Regelungseinheit können die Bewegungsabläufe dadurch genau berechnet und programmiert werden.

Seeleckes Forscherteam an der Saar-Universität und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik entwickelt die Folie zu verschiedensten technischen Bauteilen weiter: Etwa zum Ventil, das selbst und ohne weiteres Druckluft oder Flüssigkeiten exakt dosiert. Oder zu Pumpenantrieben, die ohne konventionellen Motor auskommen. Oder auch zu Tastern zum Ein- und Ausschalten.

„Diese Bauteile arbeiten sehr energieeffizient: Um eine bestimmte Position zu halten, braucht die Folie keine Energie. Sie verbraucht Energie nur, um ihre Position zu ändern“, erläutert Doktorand Paul Motzki, ebenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Professor Seelecke. Als Druckluft-Ventil etwa ist sie 500-mal effizienter als ein Elektromagnet-Ventil.

Auf der Hannover Messe erklären die Ingenieure auf spielerische Weise die Fähigkeiten ihrer Technologie: Fällt ein Ball auf die Folie, misst diese selbst die Stärke ihrer Verformung, gibt Auskunft darüber, aus welcher Höhe der Ball gefallen ist und wie stark seine Beschleunigung war und: Sie schießt außerdem den Ball zurück.

Pressefotos für den kostenlosen Gebrauch finden Sie unter
http://www.uni-saarland.de/pressefotos. Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen.

Kontakt für die Medien:
Prof. Dr. Stefan Seelecke, Lehrstuhl für intelligente Materialsysteme der Universität des Saarlandes: Tel. 0681 302-71341; E-Mail: stefan.seelecke@imsl.uni-saarland.de
Philipp Linnebach: Tel.: 0681/85787-96; E-Mail: philipp.linnebach@imsl.uni-saarland.de
Paul Motzki, Tel.: 0681/85787-545; E-Mail: p.motzki@zema.de

Englische Version der Presseinformation:
https://www.uni-saarland.de/nc/aktuelles/artikel/nr/18797.html

Der saarländische Forschungsstand wird organisiert von der Kontaktstelle für Wissens- und Technologietransfer der Universität des Saarlandes (KWT). Sie ist zentraler Ansprechpartner für Unternehmen und initiiert unter anderem Kooperationen mit Saarbrücker Forschern. http://www.uni-saarland.de/kwt

Hintergrund:
Am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik Zema in Saarbrücken arbeiten Universität des Saarlandes, Hochschule für Technik und Wirtschaft sowie Industriepartner zusammen. In zahlreichen Projekten entwickeln sie industrienah und setzen neue Methoden aus der Forschung in die industrielle Praxis um. http://www.zema.de/

Claudia Ehrlich | Universität des Saarlandes

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Hohe Akzeptanz vor Markteinführung - Die Entwicklung des Großschranksystems VX25 von Rittal
24.04.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Rittal digitalisiert Fertigung - Produktion weltweit nach Industrie 4.0
25.04.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics