M.Schrödner: Herstellung, Charakterisierung und Formgebung magnetoaktiver thermoplastischer Elastomere fokussiert auf Anwendungen in der Sensorik und Aktorik
Beschreibung
Intelligente Materialien für multifunktionale und funktionsintegrierende Geräte gewinnen in der Forschung zunehmend an Bedeutung. Hierzu zählen Hybridmaterialien, deren Komponenten durch mikroskopische Wechselwirkung in makroskopischen, magnetisch feldgesteuerten mechanischen Eigenschaften resultieren. Abgeleitete Applikationen können monolithische Sensor-Aktor-Systeme sein.
Das Projekt verfolgt das Ziel, eine Brücke zu schlagen zwischen der reinen Materialsynthese und der technischen Umsetzung. Erst durch die fertigungstechnische Verarbeitbarkeit wird das Material ein Werkstoff. Formgebung und die Einbindung in industrielle Prozesse sind ebenso harte Erfolgskriterien.
Basierend auf den Erfahrungen mit elektroaktiven Elastomeren plant der Antragssteller zunächst die Adaption der Prozesse auf magnetoaktive thermoplastische Elastomere. Dies schließt Auswahl und Tests von Magnetpartikeln, Elastomermatrices und Additiven ein. Charakterisierung der mechanisch- und magnetisch-dynamischen Materialeigenschaften sowie der produktionsrelevanten Werkstoffeigenschaften (Partikelverteilung, Viskosität, etc.) schließen sich an. Zunächst ist die Abformung einfacher Geometrien (Fasern, Platten) und deren Füge- und Verbindungstechnik (Verweben bzw. Substratkontaktierung) geplant mit dem Fokus auf manipulativ-sensorische Anwendungen. Konkret werden Untersuchungen zu cilienstrukturierten Wirkflächen und zu taktilen Sensorgeweben gefahren, deren mechanische Nachgiebigkeit magnetisch steuerbar ist.
Sensor-Aktor-System mit magnetisch kontrollierten mechanisch nachgiebigen Funktions- und Kontaktflächen für taktiles Greifen
Projektleiter
Dr. Mario Schrödner
Projektmitarbeiter
Alexander Märten
Förderzeitraum
2013 - 2015
Publikationen
[1] C. Schilling, M. Schrödner, W. Kempf, M. Olivera, H. Witte, S. Köhring, M. Fremerey: „IPMCs – auf dem langen Weg zum künstlichen Muskel“, Tagungsband „Bionik: Patente aus der Natur“, Bremen 2010, S. 342-46
[2] Huba, A., Muka, I., Schrödner, M., Schilling, C., Köhring, S., Witte, H.: “Results of Modeling the Mechanical Behavior of an Ionic Polymer-Metal-Composite for Assembling as an Actuation System”, 56th Internat. Sci. Colloqu., Ilmenau, 2011
[3] K. Zimmermann , I. Zeidis, V. Böhm, T. Kaufhold, T. Volkova, A. Waske, M. Krautz , M. Schrödner, J. Popp, M. Kästner, C. Spieler, Problems of Mechanics 4(57), 2014, 23-41
Kontakt
Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V.
Breitscheidstraße 97
07407 Rudolstadt