Ebenso schlicht wie effektiv ist ein neuartiges technisches Bauteil, das Saarbrücker Aktorik-Spezialisten um Professor Stefan Seelecke entwickelt haben: Eine dünne Folie wird durch elektrische Spannung so verformt, dass sie als motorlose Pumpe oder als feinfühliger Schalter eingesetzt werden kann. Sie übernimmt zusätzlich die Funktion eines Sensors, der ermöglicht, die Folie exakt „fernzusteuern“. Ihre Entwicklung zeigen sie vom 8. bis 12. April auf der Hannover Messe. Die Ingenieure suchen am saarländischen Forschungsstand Projektpartner, für die sie das neue Bauteil individuell anpassen können (Halle 2, Stand C 40).
„Unkonventionelle Aktorik“ – so heißt der Lehrstuhl von Professor Stefan Seelecke an der Saar-Universität. Was hinter dieser Bezeichnung steckt, wird klar beim Blick auf eine neue Entwicklung der hier forschenden Ingenieure: Eine hauchdünne Silikonfolie, die sich von ihrem Äußeren her nicht wesentlich von einer handelsüblichen Frischhaltefolie unterscheidet, wird zum technischen Bauteil umfunktioniert, einem Aktor, der gleichzeitig als Sensor fungiert. Die offizielle Fachbezeichnung dafür lautet „elektroaktives Polymer“, kurz EAP.
Hierfür bedrucken die Wissenschaftler die Folie auf beiden Seiten mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, die aussieht wie ein kleiner schwarzer Ring: Er ermöglicht, eine elektrische Spannung an die Folie anzulegen. Manipulieren die Ingenieure jetzt das elektrische Feld, wirken sich elektrostatische Anziehungskräfte so aus, dass die Folie zusammengedrückt, vorgewölbt, auseinander gezogen werden kann. Mit einer Regelung über Algorithmen im Hintergrund wird so aus dem unscheinbaren Stück Kunststoff mit schwarzem Aufdruck ein hochtechnisches Bauteil, das durch elektrische Spannung gesteuert werden kann.
Einsatz finden könnte die Membran etwa als Pumpenantrieb, der völlig ohne Motor auskommt. Aber auch als Taster zum Ein- und Ausschalten könnte die Entwicklung eingebaut werden. Zusätzlicher Clou ist ein Positions-Sensor, der eine präzise Steuerung der Folie möglich macht. Die Forscher können die einzelnen Stellungen der Folie genau bestimmten Messwerten der elektrischen Kapazität zuordnen. Sie wissen dadurch immer, wie die Form der Folie gerade aussieht. „Wenn wir die elektrische Kapazität messen, können wir auf die mechanische Auslenkung der Folie rückschliessen. Dadurch können wir dem Bauteil gleichzeitig aktorische und sensorische Eigenschaften verleihen und die Bewegungsabläufe der Folie passgenau steuern“, erläutert der Ingenieur Thomas Würtz.
(Universität des Saarlandes, 21.03.2013 – NPO)
