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Am 24. Mai 2016 begrüßte das Center Smart Materials (CeSMa) rund 50 interessierte Teilnehmer aus Industrie und Forschung zum 8. CeSMa-Workshop »Vom Material zum System – durchgehend smart«, der zusammen mit den bayerischen Clustern »Mechatronik & Automation« und »Neue Werkstoffe« am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg veranstaltet wurde.
Nach sieben erfolgreichen Jahren der Arbeit am Projekt »Zentrum Smart Materials« gab das Team von CeSMa – Teil des Fraunhofer ISC – einen Überblick über die umfangreichen Möglichkeiten, die Fortschritte in der Entwicklung von Smart Materials und ihr Potenzial für den Einsatz in innovativen Produkten.
Mit Smart Materials können neue sensorische und aktorische Funktionen über eine
elektrische oder magnetische Steuerung realisiert werden. Solche Funktionen sind
wichtige Treiber für neue Produkte in nahezu allen industriellen Einsatzfeldern, nicht
zuletzt in der immer mehr in den Blickpunkt rückenden Industrie 4.0. Smart Materials
sparen Gewicht, motorisch getriebene bewegliche Teile und damit Energie, sie
ermöglichen neue Designs und intuitiv erlernbare Bedienkonzepte. Das bringt auch für
die Anwender messbare Vorteile.
In einem eintägigen Workshop stellte CeSMa das vielfältige Einsatzpotenzial für die im
Fraunhofer ISC entwickelten Smart Materials vor. Im Fokus stand dabei die
produktnahe Verbindung der »intelligenten« Werkstoffe mit mechatronischen
Anwendungen für verschiedene Branchen wie Automobil, Maschinenbau,
Medizintechnik sowie Sport und Freizeit.
»Am Anfang gab es vielversprechende Materialien mit interessanten Effekten, die aber
seinerzeit nur im kleinen Maßstab im Labor entwickelt wurden. Nach sieben Jahren
Projektarbeit kann das Fraunhofer ISC nun zu Recht stolz auf die sehr erfolgreichen
Ergebnisse und Entwicklungen im Bereich der Smart Materials zurückblicken. Mit
zahlreichen Industriepartnern haben wir konkrete Projekte umgesetzt und innovative
Anwendungen erschlossen«, freute sich Prof. Gerhard Sextl, Institutsleiter des
Fraunhofer ISC.
Dr. Holger Böse, wissenschaftlich-technischer Leiter von CeSMa, zeigte in seinem
Vortrag insbesondere die Vorteile von Sensoren und Aktoren aus Soft Smart Materials:
»Sie erfüllen ganz neuartige Funktionen und ermöglichen damit eine Vielzahl von
interessanten Anwendungen.« Dielektrische Elastomersensoren (DES), die aus einer
elastische Folie aus Silicon mit flexiblen und dehnbaren Elektroden auf beiden Seiten
bestehen, messen Verformungen oder Druckeinwirkungen. Mit einem entsprechenden
Aufbau lassen sie sich u. a. zur Messung von Greifkräften in einem Handschuh oder am
Roboter sowie zur Gewichtsregistrierung auf Sitzen einsetzen. Außerdem können die
Elastomersensoren auch für neue Bedienelemente im Automobil oder an Maschinen genutzt werden. Aktoren aus Elastomer können hingegen komplexe Bewegungen in 5
Richtungen ausführen, indem acht Elektrodenfelder in geschickter Abfolge elektrisch
angeregt werden. Optisch transparente Materialien eröffnen zusätzliche
Designoptionen, indem beispielsweise Aktoren für Licht durchlässig werden. Andere
Elastomeraktoren erzeugen eine haptische Rückmeldung bei der Berührung mit dem
Finger, eine Funktion, der gerade im Automobil immer mehr Bedeutung beigemessen
wird. Für große Systeme werden die Aktoren oder Sensoren in neu aufgebauten
Anlagen zu einem Mehrschichtaufbau verarbeitet, der über übliche Verfahren wie
Rakeln und Sprühen sowie über Rolle-zu-Rolle-Verfahren in nahezu beliebigen Mustern
hergestellt werden kann.
Die Anwendungsbeispiele, die CeSMa in den letzten Jahren erarbeitet hat, sind
vielfältig und reichen vom Druckmessstrumpf für Diabetiker, über Andruckmessung für
Beinprothesen, gestengesteuerte Bedienung von LKW-Sitzen, stufenlose Steuerung von
Geräten, Elastomerpads zur Nervenstimulation bei Nervenschäden oder zur
Unterstützung des Muskeltrainings bis hin zu Elastomerfolien mit verstärkter
Leitfähigkeit für die Sitzheizung im Auto. Weitere bei CeSMa demonstrierte
Anwendungen von Smart Materials beziehen sich auf Dämpfer mit schnell verstellbaren
Dämpfungskräften, Kupplungen und Bremsen mit magnetisch steuerbarer
Drehmomentübertragung sowie auf neuartige Pumpen, schaltbare Blockierelemente
und adaptive Dichtungen.
Eine zentrale Aufgabe von CeSMa besteht darin, die außergewöhnlichen
Einsatzpotenziale von elektrisch und magnetisch steuerbaren Materialien für die
Industrie nutzbar zu machen und Innovationen zu beschleunigen. Auch nach Abschluss
des Projekts »Zentrum Smart Materials« im Juni 2016 ist daher die Arbeit von CeSMa
nicht zu Ende, sondern kann als Beginn eines neuen Abschnittes gesehen werden.
http://www.isc.fraunhofer.de
http://www.cesma.de
Smarte Elastomersensoren eingebaut in ein Lenkrad ermöglichen beispielsweise eine stufenlose Steueru ...
Quelle: Quelle: S. Babonea/Fraunhofer ISC
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter
Chemie, Informationstechnik, Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, wissenschaftliche Weiterbildung
Deutsch
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