Le valvole e le pompe sviluppate dal gruppo di ricerca guidato dal professor Stefan Seelecke dell'Università del Saarland sono realizzate in pellicola di silicone elettroattivo e offrono molto di più della tipica funzionalità "apri/chiudi" o "on/off". I ricercatori controllano il film elettricamente e possono fargli eseguire vibrazioni o impulsi precisi su richiesta, monitorando anche la sua esatta posizione o forma. Questa reattività rende possibile variare continuamente la portata attraverso una valvola o regolare continuamente le prestazioni di una pompa. Un'altra caratteristica di questi dispositivi basati su pellicola è che possono indicare se sono stati bloccati da un corpo estraneo. Poiché i ricercatori possono modellare i film per adattarsi a quasi tutti gli involucri, le pellicole possono essere utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni pratiche.

La squadra sarà presente all'Hannover Messe di quest'anno, dove dimostreranno la loro tecnologia presso lo stand di ricerca e innovazione del Saarland (padiglione 2, Stand B46).

Il guasto di piccole valvole o pompe in un grande impianto industriale può causare grossi problemi alle squadre di manutenzione e riparazione. Può volerci parecchio tempo prima che il componente difettoso venga rintracciato. E questo può essere tanto più problematico se la colpa ha impiegato tempo per farsi sentire; più tempo ci vuole per trovare un difetto, maggiore è il potenziale danno alla pianta. Se, Per esempio, un corpo estraneo rimane intrappolato in una valvola e di conseguenza la valvola non si chiude correttamente, può volerci del tempo prima che gli operatori si rendano conto del malfunzionamento.

per fortuna, questa situazione non si verifica con le nuove pompe e valvole sviluppate dal professor Stefan Seelecke e dal suo gruppo di ricerca presso l'Università del Saarland. 'I nostri dispositivi sono in grado di comunicare il loro stato e la loro attività in tempo reale. Ad esempio, la valvola può dirci non solo se è aperta o chiusa, ma esattamente quanto è aperto. Se non riesce a chiudersi a causa della presenza di un corpo estraneo, può anche comunicarci questo fatto, ' spiega il professor Seelecke.

Le valvole e le pompe create dal gruppo di ricerca di Saarbrücken sono realizzate con una sottile pellicola di silicone stampata su entrambi i lati con un materiale elettricamente conduttore. Gli scienziati si riferiscono a questi materiali come elastomeri dielettrici. 'Se applichiamo una tensione al film, genera una forza attrattiva elettrostatica che comprime il film, facendolo espandere lateralmente, "dice Steffen Hau, un dottorato di ricerca ingegnere che lavora nel team di Seelecke. Alterando il campo elettrico applicato in modo controllato, gli ingegneri possono sottoporre il film a vibrazioni ad alta frequenza o movimenti di flessione continuamente variabili. Effettivamente, il film può adottare quasi tutte le posizioni o gli orientamenti richiesti. "Queste proprietà significano che il film può essere utilizzato per progettare nuovi sistemi di azionamento, ' spiega Hau.

Utilizzando algoritmi intelligenti per controllare il movimento del film, i ricercatori della Saarland University e del Center for Mechatronics and Automation Technology (ZeMA) di Saarbrücken stanno sviluppando valvole autoregolanti e pompe senza motore. 'Non abbiamo bisogno di parti mobili separate per le nostre pompe. Poiché le pompe possono funzionare senza un motore rotante, sono piatti, compatto e molto efficiente dal punto di vista energetico, ' dice Hau. "Possiamo controllare la portata in volume in queste pompe utilizzando l'ampiezza della tensione applicata piuttosto che la frequenza, che è quello che si usa normalmente, ' Aggiunge. Ciò consente di realizzare pompe molto silenziose.

'Poiché la pellicola stessa può fungere da sensore di posizione, così anche un componente fatto da esso, ' dice Philipp Linnebach, uno studente di dottorato di ricerca che sta studiando i nuovi sistemi di azionamento basati su film. Quando il film distorce, un valore di capacità elettrica può essere assegnato con precisione a qualsiasi posizione particolare del film. 'Se misuriamo una variazione di capacità, sappiamo esattamente da quanto il film ha distorto, spiega Linnebach. Ciò consente di calcolare con precisione e programmare sequenze di movimenti specifiche in un'unità di controllo. La valvola a film può quindi essere utilizzata per fornire esattamente la quantità richiesta di aria compressa o liquido.

Il film stesso è essenzialmente una struttura piatta. 'Ora abbiamo sviluppato la tecnologia al punto da poter produrre film della forma richiesta. Quindi ora possiamo adattare i film per soddisfare le esigenze di applicazioni specifiche, "dice Steffen Hau. La tecnologia è economica da produrre e i componenti sono molto leggeri. Inoltre consumano pochissima energia e sono oltre cento volte più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai componenti convenzionali. Rispetto ad un'elettrovalvola convenzionale, la valvola a film consuma fino a 400 volte meno energia.