Клапаны и насосы исследовательской группы во главе с профессором Стефаном Зелецке из Саарского университета выполнены из силиконовой пленки. Инженеры могут точно контролировать их электрически, позволять им вибрировать и в то же время получать обратную связь о движении пленки.
Это позволяет непрерывно регулировать поток через клапаны или изменять производительность насоса. Фольговые насосы и клапаны также сигнализируют о блокировке инородного тела. Исследователи могут адаптировать их к любой форме корпуса, чтобы их можно было использовать на практике.
Технологические тренды 2018 года
Основные технологические тренды 2018 года в промышленности - часть 1
Профессор Зелецке объясняет: «Насосы и клапаны могут сообщать о своем состоянии и функциях. Таким образом, клапан может обеспечивать обратную связь относительно того, открыт ли он, закрыт и точно, насколько он открыт. Даже если инородное тело больше не позволяет ему закрыться, оно будет продолжать это делать ».
Силиконовая фольга напечатана из электропроводящего материала
Клапаны и насосы изготовлены из тонкой кремниевой фольги, которая напечатана с обеих сторон электропроводящим материалом. Ученые говорят о диэлектрических эластомерах: «Когда мы прикладываем электрическое напряжение, электростатическое притяжение заставляет пленку сжиматься в направлении толщины и расширяться в этой области», - говорит Штеффен Хау, доктор наук в команде Зелецке. Изменяя электрическое поле, инженеры могут вибрировать пленку на высоких частотах или совершать плавные движения. Он также может занимать любую желаемую позицию. «Это делает фильм новым видом драйва», - объясняет Хау.
Саморегулирующиеся клапаны и безмоторные насосы
Исследователи из Университета Саара и Центра мехатроники и технологий автоматизации (Zema), работающие в фоновом режиме, разрабатывают саморегулирующиеся клапаны и безмоторные насосы. «Для наших насосов, например, нам не нужны движущиеся части. Вы можете обойтись без мотора, который вращается. Это делает их компактными, плоскими и энергоэффективными », - объясняет Хау. «Кроме того, объемный расход насоса можно регулировать с помощью амплитуды приложенного напряжения, а не просто с помощью частоты», - добавляет он. Это позволяет изготавливать очень тихие насосы.
Пленочный клапан может дозировать сжатый воздух или жидкости
«Пленка и, следовательно, соответствующий компонент сами по себе имеют функцию датчика положения», - говорит докторант Филипп Линнебах, который работает ассистентом по исследованию кинопреобразователей. Каждой деформации пленки можно присвоить измеренное значение электрической емкости. «Если мы измеряем электрическую емкость, мы точно знаем, какое механическое отклонение пленка только что приняла», - объясняет Линнебах. Последовательности движения могут быть точно рассчитаны и запрограммированы в блоке управления. Таким образом, клапан из фольги также может дозировать сжатый воздух или жидкости точно в соответствии с требованиями.
Технологические тренды 2018 года
Основные технологические тренды 2018 года в промышленности - часть 2
Фольга настраиваемая, недорогая и энергоэффективная
Сам фильм является плоским компонентом. «Но мы разработали технологию, чтобы мы могли воплотить ее в желаемый дизайн. Таким образом, мы можем адаптировать их к соответствующим требованиям на практике », - говорит Штеффен Хау. Технология недорогая в производстве, а компоненты легкие. Кроме того, по словам ученых, они потребляют мало энергии - они в сто раз более энергоэффективны, чем обычные процессы. Например, по сравнению с электромагнитными клапанами мембранный клапан должен потреблять в 400 раз меньше энергии.