Fortschrittliche Herstellung einer neuartigen Aktortechnologie – vielseitiger Hochleistungswandler

Gegenwärtig weisen herkömmliche Aktorsysteme eine komplexe Mechanik auf, die Geräusche und Vibrationen erzeugt, was zu vorzeitigem Verschleiß führen oder andere mechanische Elemente des Systems beeinträchtigen kann. Diese komplexe und schwere Bauweise führt auch zu einer erheblichen Größe, aus der eine eingeschränkte Einsatzmöglichkeit bei beengten Platzverhältnissen resultiert. Darüber hinaus sind bei Aktorwirkung und zeitgleicher Auslenkungsmessung zusätzliche Sensorbauteile erforderlich. Die Qualität und damit die realistische Simulation von Rückmeldungen stellt in Kombination mit begrenzt verfügbarem Platz eine schwierige Herausforderung für das Schalterdesign dar. Des Weiteren verbrauchen die heutigen konventionellen Aktoren viel Energie und müssen gewartet werden, was zu hohen Betriebskosten führt.

Das Interesse an alternativen Antriebstechnologien mit geringem Energieverbrauch und “intelligenten Werkstoffen” hat im letzten Jahrzehnt zugenommen.

Dätwyler ist auf dem Weg zur Industrialisierung einer neuen Polymerwandlertechnologie (“Electroactive Polymers” oder EAPs), die auf gestapelten Polymeraktoren basiert und ursprünglich von CTsystems, einem Spin-off der EMPA, Schweiz, entwickelt wurde. EAPs können herkömmliche Aktortechnologien ersetzen, diese übertreffen und in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden. Zu den Vorteilen von EAPs gehören ein geringer Energieverbrauch, das Wegfallen von zusätzlichen komplexen mechanischen Teilen, ein robustes und widerstandsfähiges Design, ein geräuschloser Betrieb mit der Möglichkeit des Energy Harvesting, Sensorik und haptische/taktile Rückmeldefunktionen.

Eine flexible Lösung für zahlreiche Anwendungsfälle

Diese Elastomere haben die Besonderheit, geräuschlos und vibrationsfrei zu arbeiten. Darüber hinaus verfügt diese neue Technologie von Haus aus über Messfunktionalität (ohne zusätzlichen Sensorkomponenten), wodurch der Aktor kompakter wird. Durch diese beiden Faktoren ist die neue Lösung optimal für beengte und mechanisch präzise Systeme geeignet.

bendiese Messfunktionalität wird noch durch kurze Reaktionszeiten, anpassbare Amplitudenformen und einen breiten Frequenzbereich verbessert. Hierdurch wird der Einsatz für haptische/taktile Mensch-Maschine-Schnittstellen um vieles interessanter.

Zu guter Letzt ist der Energieverbrauch der neuen Aktoren erheblich niedriger als der herkömmlicher Formen wodurch die Betriebskosten des mechanischen Systems gesenkt werden, in dem sie verbaut sind.