Mechatronik Student gewinnt Innovationspreis für intelligenten Vakuum-Greifer

Einen Vakuum-Greifer mit Muskel aus intelligentem Draht entwickelte der Mechatronik-Student Julian Kunze vom Lehrstuhl für Unkonventionelle Aktorik an der Saar-Uni und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik "Zema". Er erhielt dafür den Innovationspreis der Vakuumtechnik-Firma Schmalz.
Einen Vakuum-Greifer mit Muskel aus intelligentem Draht entwickelte der Mechatronik-Student Julian Kunze vom Lehrstuhl für Unkonventionelle Aktorik an der Saar-Uni und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik "Zema". Er erhielt dafür den Innovationspreis der Vakuumtechnik-Firma Schmalz.

Leise, leicht und energieeffizient: Einen Vakuum-Greifer mit Muskel aus intelligentem Draht entwickelte der Mechatronik-Student Julian Kunze vom Lehrstuhl für Unkonventionelle Aktorik an der Saar-Uni und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik "Zema". Er erhielt dafür den Innovationspreis der Vakuumtechnik-Firma Schmalz GmbH.

Vakuum-Greifer sind heute vielerorts im Einsatz. Die gängigen Systeme arbeiten pneumatisch. Sie sind meist komplex, oft schwer und machen bisweilen recht viel Lärm.

Bei Julian Kunzes Sauggreifer zieht der Draht an einer Membran und löst so ein Vakuum aus, wenn diese flach auf einem Gegenstand liegt. Das neuartige System, das der Student am Lehrstuhl von Professor Stefan Seelecke entwickelt hat, ist schlicht, leicht, leise, effizient und sogar reinraumtauglich. Der Draht zieht sich wie ein Muskel zusammen, wenn Strom durch ihn fließt. Sobald der Strom ausgeschaltet wird, wird er dank seines Formgedächtnis wieder so lang wie vorher.

"Diese Drähte mit Formgedächtnis bestehen aus Nickel-Titan", erklärt Stefan Seelecke. "Das Formgedächtnis der Nickel-Titan-Legierung beruht auf so genannten Phasenumwandlungen: Wird der Draht warm, zum Beispiel wenn Strom hindurchfließt, wandelt sich seine Gitterstruktur so um, dass er kürzer wird. Kühlt er ab, wird er wieder länger", erläutert er.

Sein Forscherteam am nutzt diese Eigenschaft für verschiedenste Anwendungen: vom Inhalationsgerät, dessen Mundstück Wirkstoffteilchen gezielt an ihren Wirkort in der Lunge "schießt", über neuartige Kühlsysteme bis hin zu Bauteilen, die sich geräuschlos und präzise heben und senken.

"Beim Vakuum-Greifer ist eine Membran direkt mit einem Formgedächtnisdraht verbunden, der gezielt angesteuert werden kann. So ist es möglich, nur mit elektrischem Strom ein tragfähiges Vakuum zu erzeugen", erklärt Julian Kunze, der studentischer Mitarbeiter in Seeleckes Team ist. "Dadurch, dass das System ganz ohne Druckluft, Gebläse, Pumpen oder sonstige größere Bestandteile auskommt, ist es platzsparend, leicht und auch der CO2-Ausstoß wird verringert". Den Prototypen hat der 23-jährige selbst am Computer entworfen und am 3D-Drucker des Lehrstuhls ausgedruckt – komplett samt Rahmen und Membran.

"Dadurch konnte ich den gesamten Prozess von der Idee über die Entwicklung bis zum fertigen Prototyp durchlaufen", sagt er. Der Student arbeitet nun in Seeleckes Team daran, das System weiterzuentwickeln und weiter zu optimieren. Die Tragfähigkeit dieses Vakuum-Greifers ist skalierbar – der Prototyp kann bereits ein Gewicht von einigen Kilos heben und sicher festhalten.

Das Vakuum-Technologie-Unternehmen Schmalz hat Julian Kunze für seine Entwicklung Anfang Oktober mit dem erstmals verliehenen Schmalz Innovationspreis ausgezeichnet, der mit einer Siegprämie von 4.000 Euro und einem vierwöchigen Unternehmens-Praktikum bei Schmalz verbunden ist.