INM-Forscher haben die Haftkraft ihrer Gecomer-Strukturen auf 20 Kilo pro 25 Quadratzentimeter gesteigert. Nun kann ein Greifer schwere, leichte und empfindliche Objekte transportieren - für neue Anwendungen und Möglichkeiten in der Industrie 4.0.
Eine neue Materialoberfläche am Roboter-Greifer lässt sich gleichermaßen sowohl für den Transport von leichten als auch von schweren Gegenständen nutzen. Bild: INM
Komponenten mit hochempfindlichen Oberflächen sind typische Produkte der Automobil-, Halbleiter- und Displaytechnologie. Während des Produktionsprozesses werden solche Teile in vielen Verfahrensschritten hin- und hertransportiert. Die Gecomer-Technologie reduziert das Risiko von Beschädigungen oder anhaftenden Rückständen während dieses Transports.
Nun konnten die Forscher am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien die Haftkraft ihrer Gecomer-Strukturen auf 20 Kilogramm pro 25 Quadratzentimeter steigern. Das entspricht einem Gewicht von 40 Tablets, die sich mit einer Oberfläche entsprechend der Größe einer halben Postkarte anheben lassen. Nun ist es möglich, ein und denselben Greifer für den Transport von schweren, und leichten, empfindlichen Objekten zu nutzen. Diese Entwicklung eröffnet neue Möglichkeiten für die Anwendung in Industrie 4.0.
„Künstlich hergestellte, mikroskopische Säulen, sogenannte Gecko-Strukturen, können über rein physikalische Wechselwirkungen an Objekten haften. Durch mechanische Manipulation der Strukturen lässt sich die Haftung an- und abschalten. Damit können Objekte schnell und sehr genau angehoben und abgelegt werden“, erklärt Karsten Moh vom Programmbereich Funktionelle Mikrostrukturen. „Unsere neuen Materialien ermöglichen nun auch das Transportieren schwerer und empfindlicher Objekte“, meint Moh. Auch im Vakuum sei die Anwendung möglich. „Mit den neu entwickelten Haftsystemen lassen sich Adhäsionskräfte von rund acht Newton pro Quadratzentimeter verwirklichen. In unseren Testläufen hat sich das System auch nach 15.000 Durchläufen immer noch bewährt“, meint der Upscaling-Experte Moh. Auch leicht raue Oberflächen können mittlerweile zuverlässig gehandhabt werden.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines Systems, das es erlaubt, mit dem vorgestellten Haftprinzip auch gewölbte Flächen rückstandslos zu bewegen. Darüber hinaus untersuchen die Forscher, ob sich die Haftung auch über andere Auslöser steuern lässt.
Die Ergebnisse zeigen die Entwickler auf der diesjährigen Hannover Messe am Stand B46 in Halle 2 im Rahmen der Leitmesse Research & Technology.
