Kongressmesse Actuator Highlight: Mikropumpe für die Krebsforschung

Entwickler von Siemens beschäftigen sich mit einem Aktor für Robotik-Anwendungen, der muskelähnliche Eigenschaften aufweist.
Entwickler von Siemens beschäftigen sich mit einem Aktor für Robotik-Anwendungen, der muskelähnliche Eigenschaften aufweist.

Vom 25. bis 27. Juni 2018 findet die Actuator in Bremen statt. Eines der Highlights aus Sicht des Programmkomitees ist eine Miniatur-Hochleistungspumpe, die in der Krebsforschung zu biophysiologischen Untersuchungen auf Zellmembran-Ebene dienen kann.

Bereits 2014 stellte ein Forscherteam der Boise State University eine Mikropumpe aus einer magnetischen Formgedächtnislegierung (MSM) auf der Kongressmesse vor. Damals war das eine der ersten Lösungen überhaupt, die sich die Eigenschaften von MSM zunutze machte.

Dieses Jahr präsentieren die Wissenschaftler eine weiter miniaturisierte Version der Pumpe.»Die Mikropumpe übertrifft andere Miniaturpump-Lösungen nicht nur in ihrer Wiederholgenauigkeit, sie produziert zudem Tropfen in besonders feiner Auflösung von weniger als 100 Nanoliter – und zwar mit einem Druck von 10 bar. Theoretisch ist sogar ein Druck von 30 bar möglich«, erklärt Prof. Peter Müllner, der das Forscherteam leitet.

Die Pumpe kommt ohne reparaturanfällige, mechanische Bauteile aus: Sie besteht aus einer Legierung, die sozusagen selbst die Maschine ist. Diese transportiert Flüssigkeiten, wenn sie magnetisiert wird und sich dadurch in einer vorgegebenen Weise verformt. Zudem arbeitet die Mikropumpe ab dem Einschalten präzise, ohne die bei anderen Pumpen typischen Leistungsfehler beim Warm-up.

Schutzschalter auf MSM-Basis

Auch sonst tut sich Einiges auf dem Gebiet der magnetischen Formgedächtnislegierungen. Einen bislang einzigartigen Ansatz wählte das ABB-Forschungszentrum in Ladenburg in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen ETO Magnetic aus Stockach.

Der an dem Forschungszentrum entwickelte Schutzschalter kombiniert gleich zwei Eigenschaften von MSM. Dank magnetischer und thermischer Verformung ist er in der Lage, auf Notfälle differenziert zu reagieren. Der Gesetzgeber verlangt nämlich unterschiedliche Auslösezeiten im Bereich von Millisekunden bis zu Minuten – je nachdem, ob ein Kurzschluss vorliegt oder eine nur leichte Überhitzung. Konventionelle Schutzschalter benötigen dazu zwei Aktoren.

Feinmotorik von Menschen nachahmen

In der Robotik gehört es zu den großen Herausforderungen, die Feinmotorik von Menschen nachzuahmen. Entwickler von Siemens in München arbeiten an einem Aktor, der muskelähnliche Eigenschaften aufweist. Dieser Actor, der ebenfalls auf der Kongressmesse präsentiert wird, arbeitet mit einer Kombination aus Festkörperaktoren und Mikrohydraulik, die im Gegensatz zu einem mechanischen Getriebe reibungslos und entsprechend fein abgestimmt arbeitet.

Die Actuator 2018

Zur 16. Actuator vom 25. bis 27. Juni werden rund 300 Teilnehmer erwartet. Zu den Themen der im Zwei-Jahres-Rhythmus stattfindenden Kongressmesse zählen unter anderem Aktoren aus Piezomaterialien und Polymeren sowie Aktoren auf Basis von elektrorheologischen Flüssigkeiten.

Vorgestellt werden Anwendungen für die Medizintechnik, den Flugzeugbau und die Robotik. Insgesamt sind 13 Sessions mit 85 Vorträgen sowie eine Session mit 56 Poster-Beiträgen geplant. Den Kongress begleitet eine Fachausstellung.