Proportionales Schalten möglich
Dank NEXIPAL® können Aktuatoren nicht nur an- oder ausgeschaltet, sondern z.B. auch mit 20 % oder 80 % betrieben werden.
Outstanding Performance –
Layer on Layer
Roboter, mit Muskeln ähnlich derer von Menschen. Handprothesen, die dank künstlicher Muskeln mit Fingerspitzengefühl zugreifen. Regale, die sich melden, wenn sie befüllt werden wollen. Touchscreens, die sich blind bedienen lassen. Ist das alles Zukunftsmusik? Nicht mehr lange: Dank der innovativen EAP Technologie rücken solche Visionen in greifbare Nähe.
EAP steht für „Elektroaktive Polymere“ – also Polymere, die unter elektrischer Spannung ihre Form verändern. WACKER ist in der EAP-Technologie ganz vorne mit dabei: Unter dem Markennamen NEXIPAL® bringt das Unternehmen ab 2022 innovative EAP-Laminate auf den Markt, die faszinierende Möglichkeiten in den Bereichen Aktuatorik und Sensorik eröffnen.
Power von der Rolle
NEXIPAL® Laminate bestehen aus mehreren Lagen ultradünner ELASTOSIL® Siliconfolie, die WACKER als Rollenware fertigt. Die Folienstärke beträgt zwischen 20 µm – das ist deutlich dünner als ein menschliches Haar – und 400 µm. Damit die Folie Bewegungen ausführen bzw. messen kann, wird sie mit einer leitfähigen Elektrode beschichtet und anschließend lagenweise zu einem Laminat zusammengefügt.
NEXIPAL® Act: stark in Aktuatoren
In Aktuatorik-Anwendungen wandeln NEXIPAL® Laminate elektrische Spannung in mechanische Arbeit um. Jede Folienlage des Laminats, auch permittive Schicht genannt, ist zwischen zwei flexiblen Elektroden eingebettet. Liegt eine elektrische Spannung an, werden die einzelnen Elektroden alternierend positiv und negativ geladen. Die positiven und negativen Ladungsträger der Elektroden ziehen sich anschließend an. Dadurch wird die Siliconfolie zusammengedrückt und in der Länge gedehnt; es kommt zu einer spannungsinduzierten Bewegung. Wird die Spannung ausgeschaltet, geht die Siliconfolie in ihren Ausgangszustand zurück. Dieser Vorgang kann millionenfach in hoher Frequenz wiederholt werden.
NEXIPAL® Sense: Gespür für Sensoren
Mechanische Einwirkungen verändern die elektrische Kapazität des Laminats. Elektroaktive Polymerlaminate eignen sich deshalb auch als kapazitive Sensoren, zum Beispiel in intelligenten Textilien, die Bewegungsaktivitäten des Körpers messen und dadurch Training, Diagnose und Reha unterstützen. Als Kombination mit Aktuatoren können mit NEXIPAL® Sense ausgestattete berührungsempfindliche Bildschirme durch Vibrationen und haptische Signale Tasten simulieren, die nur mit dem Tastsinn erkannt und ohne Blickkontakt bedient werden können – praktisch zum Beispiel für das Cockpit im Automobilbau.
NEXIPAL® – Alleskönner für innovative Anwendungen
- In Aktuatoren: Ventile, Pumpen, Relais, künstliche Muskeln, Greifer und Soundsysteme
- In Sensoren: Touch-Displays, Intelligente Textilien, Erfassung von Körperbewegungen in Medizin, Sport und Lifestyle
Starke Vorteile für große Herausforderungen
NEXIPAL® Sense und NEXIPAL® Act können zahlreiche Anwendungen in Sensorik und Aktuatorik revolutionieren. Denn gegenüber magnetischen Aktuatoren weisen EAP Aktuatoren und Sensoren eine ganze Reihe von Vorteilen auf:
Große Hübe können realisiert werden
Je nach Design können Hübe von mehreren Millimetern bis zu einigen Zentimetern erreicht werden.
Aktuator-Sensor-Kombinationen möglich
Elektroaktive Polymere können nicht nur Ausdehnung, Kompression und andere Verformungen erfassen, sie können simultan darauf auch mit Bewegung reagieren.
Hohe Aktuierungsgeschwindigkeit
Ein Aktuator mit NEXIPAL® Laminaten bewegt sich in extrem hoher Frequenz: Er kann sich einige Tausend Mal pro Sekunde zusammenziehen und wieder in seinen Ausgangszustand zurückkehren.
Geräuschloser Betrieb
NEXIPAL® Laminate bestehen aus hauchdünnen Schichten von ELASTOSIL® Film. Im Gegensatz zu Magnetventilen arbeiten sie absolut geräuschlos.
Geringeres Gewicht
Im Vergleich zu einem Magnetventil weisen die mikrodünnen NEXIPAL® Laminate je nach Bauteil eine Gewichtsersparnis von 20 bis 40 % auf.
Flexibel und elastisch
EAP Aktuatoren bestehen aus elastischem Film mit exzellentem Rückstellvermögen. Sie können verformt werden, ohne ihre Funktion zu verlieren. Bei Magnetventilen ist dies aufgrund der Metallteile nicht möglich.
Weniger Energie
Dank des elektrostatischen Arbeitsprinzips ist die NEXIPAL® Technologie im Vergleich zu konventionellen Lösungen extrem energiesparend. Je nach Design benötigen EAP Aktuatoren bis zu 99,5 % weniger Energie als Magnetventile.
Weitere Vorteile sind:
- Designfreiheit
- hohe Energiedichte
- frei von Seltenen Erden
Die Basis für EAP-Laminate der Marke NEXIPAL®: ELASTOSIL® Film
ELASTOSIL® Film ist eine vollkommen neuartige Entwicklung von WACKER. Die hauchdünne, hochpräzise Folie aus vernetztem Siliconkautschuk wird lösemittelfrei unter Reinraumbedingungen hergestellt. Das Produkt ist in verschiedenen Schichtdicken von 20 bis 400 μm als Rollenware erhältlich. ELASTOSIL® Film für Sensoren und Aktoren aus Silicon ermöglicht einzigartige Funktionsmerkmale, z. B. für intelligente Textilien und andere zukunftsweisende Anwendungen in den Bereichen Robotik, Medizin und Lifestyle.
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