Universität des Saarlandes Bauteile aus feinfühlender Folie

Mit dieser Apparatur zeigen die Ingenieure Paul Motzki (l.) und Philipp Linnebach (r.) die neue Technologie auf der Hannover Messe: Hierzu lassen sie einen Ball auf die Folie fallen.
Mit dieser Apparatur zeigen die Ingenieure Paul Motzki (l.) und Philipp Linnebach (r.) die neue Technologie auf der Hannover Messe: Hierzu lassen sie einen Ball auf die Folie fallen.

Stufenlose Schalter, selbst-dosierende Ventile und sensorische Eigenschaften – die Uni des Saarlandes entwickelt Bauteile mit vielen Einsatzmöglichkeiten.

Die hauchdünne Folie aus Silikon zieht sich in der einen Richtung zusammen und dehnt sich in die andere. Die Saarbrücker Ingenieure lassen sie verschiedenste Choreografien vollführen: vom hochfrequenten Vibrieren bis hin zu stufenlosen Hub-Bewegungen. Alles, was die Forscher dazu benötigen, ist elektrische Spannung.

»Auf beiden Seiten einer Kunststoff-Membran ist eine elektrisch leitfähige Schicht aufgedruckt. Hierdurch können wir eine elektrische Spannung an das Polymer anlegen«, erläutert Professor Stefan Seelecke vom Lehrstuhl für intelligente Materialsysteme der Universität des Saarlandes. Das macht die Folie »elektroaktiv«. Sie wird denn auch als „elektroaktives Polymer“ bezeichnet oder, etwas spezifischer, als »dielektrisches Elastomer«.

Verändern die Ingenieure das elektrische Feld, wirken sich elektrostatische Anziehungskräfte so aus, dass sich die Folie zusammendrückt und so ihre Fläche vergrößert. Mit einer Regelung über Algorithmen im Hintergrund wird aus dem unscheinbaren Stück Kunststoff mit schwarzem Aufdruck ein hochtechnisches Bauteil, das durch elektrische Spannung gezielt angesteuert werden kann.

Außerdem ist die Folie ihr eigener Positionssensor. Die Forscher können die einzelnen Stellungen der Folie – also wie sie sich gerade verformt – exakt entsprechenden Messwerten der elektrischen Kapazität zuordnen. In einer Regelungseinheit können die Bewegungsabläufe dadurch genau berechnet und programmiert werden.

Seeleckes Forscherteam an der Saar-Universität und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik entwickelt die Folie zu verschiedensten technischen Bauteilen weiter. Etwa zum Ventil, das selbst und ohne weiteres Druckluft oder Flüssigkeiten exakt dosiert; oder zu Pumpenantrieben, die ohne konventionellen Motor auskommen; oder auch zu Tastern zum Ein- und Ausschalten. Der Vorteil dabei: Um eine bestimmte Position zu halten, braucht die Folie keine Energie. Sie verbraucht Energie nur, um ihre Position zu ändern.

Die Ingenieure demonstrieren das Potenzial ihrer Folie auf der Hannover Messe: Am saarländischen Forschungsstand (Halle 2, Stand B 46) zeigen sie vom 23. bis 27. April, wie ihre Folie reagieren kann, wenn ein Objekt auf sie auftrifft.