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Silikonaktor-Technologie von Sateco

Taktile Rückmeldung auf neue Art

Silikonaktor SXTA von Sateco
Den Silikonaktor SXTA gibt es in drei verschiedenen Größen. Seine Dimensionen lassen sich projektspezifisch anpassen.
© Sateco

Die schweizerische Sateco-Gruppe ist gerade dabei, ihre Silikonaktor-Technologie vom Entwicklungs- und Prototypenstadium in ein Industrieprodukt zu überführen. Als Bauteil elektromechanischer Bedienelemente ermöglichen die Silikonaktoren neuartige Formen von taktiler Rückmeldung.

»Die Bedienung von Fahrzeugen und die Steuerung automatisierter Prozesse werden immer komplexer und vielfältiger«, erläutert Daniel Häfliger, CEO der Sateco XT AG. »Gefordert sind technische Lösungen, die mehrere Funktionen gleichzeitig ausführen können, sich optimal an den Bauraum anpassen und Möglichkeiten zur Verkleinerung bieten.«

Die Sateco-Gruppe hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, ihre Silikonaktor-Technologie aus dem Labor herauszubringen und für den Markt zu industrialisieren. Ihr Silikonaktor SXTA kann dank seines Wirkprinzips und Herstellverfahrens die geforderte Funktionsdichte erhöhen und neuartige Lösungen zu kosteneffizienten Bedingungen anbieten.

Beim SXTA handelt es sich um einen dielektrischen Elastomer-Aktor, auch künstlicher Muskel genannt. Er funktioniert nach dem elektrostatischen Wirkprinzip und kann sich abhängig von einem externen Signal zusammenziehen und wieder ausdehnen. Damit kann er beispielsweise eine taktile sensorische Rückmeldung erzeugen, optische Linsen positionieren oder pneumatische Systeme steuern. Weitere Merkmale sind ein geringes Gewicht und die Fähigkeit, Energie effizient zwischenzuspeichern. Damit eröffnen sich Anwendungen unter anderem im Automobilinterieur, in der Medizintechnik und allgemein in der industriellen Automatisierung.

Der SXTA ist derzeit typischerweise 10 bis 20 mm groß und kann sich bis zu ein paar Millimetern verformen. Dabei kann er Kräfte in der Größenordnung von bis zu 10 N erzeugen. Der Aktor besteht aus mehreren Hundert Lagen mikroskopisch dünner elastischer Silikonschichten und elektrisch leitfähiger Kohlenstoffelektroden. Wenn eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, lädt sich der Aktor elektrisch auf, wobei ein elektrostatisches Feld im Aktor aufgebaut wird. Dieses Feld erzeugt eine elektrostatische Kraft, die den Aktor dank des nachgiebigen elastischen Silikons zwischen den Elektroden zusammenziehen kann. Damit ist „der Muskel angespannt“. Er lässt sich wieder lösen, indem die elektrischen Ladungen etwa durch einen Kurzschluss abgeführt werden. Die Reduktion der Ladung schwächt die elektrostatische Anziehungskraft, so dass die elastische Silikonschicht den Aktor mechanisch wieder in die ursprüngliche Form zurückstellen kann.

»Der Silikonaktor wirkt somit wie ein elektrostatisch steuerbares Federelement, das sich bewegen und versteifen kann und Energie speichert«, verdeutlicht Daniel Häfliger. »Die Verformung und die Kraft sind proportional zur angelegten Spannung. Dank der Energiespeicherung kann der Aktor eine bestimmte Position energiearm halten.«

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  1. Taktile Rückmeldung auf neue Art
  2. Zwei Silikonaktor-Generationen: SXTA1 und SXTA2
  3. Anwendungsbeispiele

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