Le fonctionnement des véhicules et le contrôle des processus automatisés deviennent de plus en plus complexes et diversifiés. Les produits pour cela doivent remplir plusieurs fonctions en même temps, s'adapter de manière optimale à l'espace d'installation et permettre une réduction des effectifs. Avec le nouveau Technologie d'actionneur en silicone die wird Satiété Group répond exactement à ces exigences.

Contenu de l'article de couverture

• L'actionneur en silicone comme muscle artificiel
  • Caractéristiques techniques et fonctionnalités
  • Comparaison avec élément piézoélectrique et aimant de levage
  • Options de conception et avantages pour l'utilisateur
• Exemples d'application pour l'actionneur en silicone
  • Automobile: unité de commande de porte avec haptique intégrée
  • Technologie médicale: manipulation économe en énergie des liquides
• Première génération pour les prototypes
• Deuxième génération avec alimentation électrique
  • Une réalisation pionnière dans l'industrialisation
    
    

Sateco souhaite maintenant mettre sur le marché le nouvel actionneur ou actionneur du laboratoire et l'industrialiser pour cela. L'actionneur en silicone SXTA peut, sur la base de son principe de fonctionnement et de son processus de fabrication, augmenter la densité fonctionnelle requise sur le marché et proposer des solutions innovantes à des conditions rentables.

L'actionneur en silicone comme muscle artificiel

Le SXTA est un actionneur en élastomère diélectrique ou muscle artificiel. Cela fonctionne selon ça principe de fonctionnement électrostatique. En fonction des signaux externes, l'actionneur peut se contracter et se dilater à nouveau. Par exemple, une rétroaction peut être générée à l'aide de capteurs tactiles, des lentilles optiques peuvent être positionnées ou des systèmes pneumatiques peuvent être contrôlés.

L'actionneur est léger et capable de stocker de l'énergie de manière efficace et élastique. Applications pour le Intérieur dans les automobiles, la réalité mixte, les jeux, le médical et l'industrie Automation sont sa profession.

Caractéristiques techniques et fonctionnalités 

Les actionneurs en silicone mesurent de 10 à 20 mm et peuvent être déformés jusqu'à quelques millimètres. Ils génèrent des forces allant jusqu'à 10 N.Le SXTA se compose de plusieurs centaines de couches d'élastique microscopiquement plus mince Couches de silicone et des électrodes de carbone électriquement conductrices.

Lorsqu'une tension électrique est appliquée entre les électrodes, les actionneurs sont chargés électriquement. Un champ électrostatique s'y construit. Le champ crée un force électrostatiquequi peut tirer les actionneurs ensemble sur la base du silicone élastique flexible entre les électrodes. Le muscle est tendu. Il se dissout à nouveau lorsque la charge électrique z. B. est déchargé par un court-circuit. La réduction de charge affaiblit l'attraction électrostatique. La couche de silicone élastique ramène mécaniquement les actionneurs à leur forme d'origine.

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Les actionneurs en silicone agissent comme des actionneurs contrôlables électrostatiquement Élément de ressortqui bouge, se raidit et emmagasine l'énergie. La déformation et la force sont proportionnelles à la tension appliquée. Grâce au stockage d'énergie, l'actionneur tient une certaine position avec très peu d'énergie.

Comparaison avec élément piézoélectrique et aimant de levage

L'actionneur en silicone a comparé à un actionneur de pile piézoélectrique beaucoup plus de puissance. Avec une course relativement importante, les actionneurs en silicone génèrent des forces élevées. De cette manière, ils créent une course multiple d'actionneurs d'empilement piézoélectriques de même longueur.

Contrairement à Aimants de levage le SXTA peut approcher une certaine déviation proportionnelle au signal d'entrée et le maintenir presque sans énergie. Parce qu'il ne le fait pas métaux c'est très léger. L'actionneur est essentiellement constitué de silicone. Cela le rend robuste. Aux forces de cisaillement et aux chocs, il est beaucoup moins sensible que z. B. un actionneur piézoélectrique.

Être Processus de fabrication permet une forme variable, car sa conception n'est pas imposée par des géométries telles que les joints et les bobines. Cela permet à l'actionneur d'être miniaturisé efficacement.

Options de conception et avantages pour l'utilisateur

Merci au parent forme librement sélectionnable L'actionneur en silicone offre aux développeurs de nouvelles options de conception, par exemple pour les unités de commande ergonomiques. L'actionneur peut être adapté à l'espace disponible. Il épouse même les surfaces légèrement incurvées. 

Parce qu'il peut maintenir une déflexion presque sans énergie grâce à son principe de fonctionnement électrostatique, l'actionneur en silicone est très économe en énergie. Celui avec lui est peut-être plus durable fonctionnement de la batterie est un avantage important pour les appareils portables.

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Avec le relativement grand Moyeu Avec l'actionneur en silicone, l'utilisateur peut simplifier sa structure. Le positionnement peut se faire sans Boîte de vitesse ou rediriger. Le matériau élastique de l'actionneur permet de compenser des fonctions telles que l'amortissement des vibrations, le démêlage par précharge mécanique et les tolérances d'installation. Cela conduit à des économies de composants et de coûts.

Du fait que l'actionneur en silicone en silicone peut être déplacé de manière statique et dynamique, il est capable d'exécuter des impulsions rapides ainsi que des déformations lentes. Il peut toute déviation démarrer et arrêter en continu. Le SXTA remplit ainsi plusieurs fonctions en même temps et rend le système moins complexe.

La conception monolithique rend l'actionneur robuste, résistant aux chocs et aux chocs. Il résiste à des températures de -40 ° à + 85 ° C et a une longue durée de vie.

Exemples d'application pour l'actionneur en silicone

Vous trouverez ci-dessous quelques exemples d'application pour les intérieurs d'automobiles ainsi que des approches initiales pour la technologie médicale.

Automobile: unité de commande de porte avec haptique intégrée

Dans la zone Fonctionnement haptique Sateco travaille avec l'équipementier automobile sur les surfaces décoratives Marquardt ensemble. Le prototype développé d'une unité de commande de porte, qui a une haptique intégrée, a reçu le retour sous la forme d'une impulsion mécanique. Contrairement aux surfaces actuellement mises en œuvre avec retour haptique intégré, le démonstrateur n'a pas d'espace entre la surface haptiquement active et la fixation inactive de la surface. Cela simplifie considérablement la structure.

Une certaine formation de la surface s'est concentrée signaux haptiques sur une zone sélectionnée de la surface de contrôle. Le retour haptique ne peut être ressenti comme un clic que lorsque le doigt touche la surface dans la zone sélectionnée. Un avantage fonctionnel majeur de l'actionneur en silicone par rapport aux actionneurs piézoélectriques est la génération de bruit relativement faible du retour haptique. Cette propriété contribue grandement à la valeur d'un véhicule.

Le démonstrateur ci-dessus utilise essentiellement le mouvement rapide de l'actionneur. Les développeurs de l'intérieur de l'automobile s'efforcent d'ajouter un Texture ou topographie pour donner. Cela rend l'opération plus facile car cela donne une aide à l'orientation des doigts. De plus, seules les informations qui se trouvent dans le contexte d'une opération spécifique peuvent être mises en évidence sur une surface. Cela réduit la distraction de l'utilisateur.

Deux Démonstrateurs présentent comment les boutons de commande durs peuvent très facilement apparaître à partir d'une surface lisse à l'aide d'actionneurs en silicone et comment des textures peuvent être créées dans des surfaces textiles souples et souples. Ces démonstrateurs utilisent tout le potentiel de l'actionneur. Avec sa grande course, il soulève et abaisse les boutons ou le textile directement de la surface.

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Des touches ou parties mobiles de la surface sont reliées à l'actionneur et sont poussées et tirées hors de la surface par sa contraction. Ce mouvement semble silencieux et très spontané. Les touches ou la texture peuvent être conservées aussi longtemps que vous le souhaitez.

De plus, l'actionneur en silicone peut générer un retour haptique par un mouvement rapide superposé dès que la texture ou la touche en surbrillance est touchée. Dans l'exemple Marquardt, il y a un L'impulsion ressentie comme un clic clé donc

Technologie médicale: manipulation économe en énergie des liquides

Dans la technologie médicale, l'actionneur peut être utilisé comme Pompe ou valve des liquides écoénergétiques sont manipulés. Étant donné que l'actionneur en silicone peut maintenir une déflexion sans presque aucun besoin d'énergie, il convient parfaitement au dosage et à la distribution de liquides.

De plus, le contrôle proportionnel direct de la déviation de l'actionneur permet transport sans pulsation. En comparaison, les aimants de levage génèrent une pulsation à chaque course de refoulement en raison de l'impact mécanique de l'aimant contre la butée. En revanche, les actionneurs en silicone peuvent être commandés de telle sorte que la transition d'une course à l'autre soit continue et sans pulsations.

Le matériau de l'actionneur est également avantageux dans la technologie médicale. Puisqu'il est essentiellement composé de silicone, il peut être intégré directement dans des articles médico-techniques courants à base de silicone, comme dans Tuyaux. L'intégration directe de l'actionneur réduit les interfaces qui peuvent contaminer le fluide à transporter. Et l'actionneur en silicone peut être remplacé efficacement avec le tuyau.

Première génération pour les prototypes

La première génération d'actionneurs en silicone SXTA1 est actuellement disponible pour les essais et les prototypes. Vous travaillerez avec une start-up du EMPA (Eidgenössische Materialprüfungsanstalt, qui fait partie de l'ETH Zurich) fabriqué en Suisse sur un système pour prototypes. Il existe trois variétés de motifs.

Faits et composants de et pour la production de batteries

Le plus petit actionneur, SXTA1-1005, a une surface de base de 5 x 5 mm et une hauteur de 5 mm. Cela permet de générer une course d'environ 0,2 mm avec une force d'environ 1 N. Son grand frère, le SXTA1-1010, est deux fois plus haut et peut atteindre une course d'environ 0,4 mm à 3 N. La plus grande variante, SXTA1-1520, a une surface de base de 15 x 15 mm et une hauteur de 20 mm. Cet actionneur peut se contracter d'environ 0,7 mm et générer une force allant jusqu'à 10 N. La hauteur, la course réalisable et la force peuvent être ajustées dans un certain cadre à la demande du client. Sur Kit de démarrage comprend l'actionneur en silicone, le logiciel, les pilotes et l'électronique pilotage.

Deuxième génération avec alimentation électrique

Avec la start-up, le groupe Sateco travaille déjà sur SXTA2, la deuxième génération d'actionneurs en silicone. Par rapport à la première génération, la seconde en a une connecté au réseau électrique. Ceci est comparable aux actionneurs d'empilement piézoélectriques (600 V). Cela réduit l'effort d'intégration électronique du composant. Des matériaux électriquement conducteurs améliorés sont également utilisés. Ceux-ci prolongent la durée de vie des actionneurs. Les données d'essai sont en cours de préparation. Les premiers échantillons devraient être disponibles à partir de mi-2021.

Une réalisation pionnière dans l'industrialisation

Contrairement à la première génération, la SXTA2 peut être fabriquée en quantités de plusieurs 100.000 XNUMX pièces par an. Le groupe Sateco construit un nouveau type de machine sur son site de Schwerzenbach pour mettre en œuvre ce numéro Usine avec une salle blanche de 200 m². Le système de production doit avoir une très haute précision et un niveau de répétabilité extrêmement élevé doit être garanti. Lors de la fabrication d'un actionneur en silicone, plusieurs centaines de couches de couches de silicone élastiques microscopiquement minces doivent être empilées les unes sur les autres sans défauts et dans des tolérances serrées.

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