Zelfhelende soft robots - artikel

Plant & Factory 7/11/2017 9:04:28

Soft robots zijn robots die gebouwd zijn uit weke, zachte en/of soepele materialen. Deze bijzondere ontwerpen grijpen vaak terug naar voorbeelden in de natuur.

Lees hieronder verder   
Verwant

Magnetisch racebaangeheugen voor snelle gegevensopslag

Flanders Make ontwikkelt eerste zelfrijdende tractor (2) - artikel

Kunstmatige intelligentie: nieuwer is niet altijd beter - opinie

Vraag naar RFID-technologie vanuit betonindustrie in de lift

Geluidscamera’s met AI wereldwijd beschikbaar

Flanders Make ontwikkelt drones voor logistiek en landbouw

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Decanteercentrifuges

Online

van 9/03/2021 tot 10/03/2021

Belgian Offshore Days

Ostend Sea P’lace

van 17/03/2021 tot 18/03/2021

Ventilatie van gebouwen in de strijd tegen COVID-19

Live Webinar

dinsdag 23 maart 2021

Panel Building. Made Smarter

Online event

dinsdag 23 maart 2021

METAV Digital

online

van 23/03/2021 tot 26/03/2021

EEX-ATEX

Online cursus IE-net

van 30/03/2021 tot 31/03/2021

Keuze van de redactie

(5/3) Computersimulaties in 4D maken hartchirurgie veiliger

(3/3) Windparken profiteren van sterke stroming in lagere atmosfeer

(2/3) Lockheed Martin gunt Feronyl contract binnen het F-35 programma

(1/3) Start bouw allereerste Vlaamse opleidingscentrum voor farma en biotech

(25/2) Nieuw platform biedt correctere berekening CO2-voetafdruk

(25/2) ABO-Group neemt Frans sonisch boorbedrijf over

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Zo zijn er kruipende octopus robots en soepele grijpers, op het model van een olifantenslurf, bijvoorbeeld, die rubberachtige materialen gebruiken. Ze zijn vooral bedoeld om kwetsbare materialen te behandelen.

Ze zijn ‘veiliger’ in de omgang met mensen, als cobot. Ze absorberen vlot schokken maar zijn zelf vrij gevoelig voor scherpe objecten. Nu pakte Brubotics uit met een manier om die kwetsbaarheid op te vangen. Midden augustus publiceerde Science Robotics hun onderzoeksresultaten. (*)

Zelfhelende covers van sommige smartphones en de zelfhelende lak van auto’s, waarbij krassen vanzelf uitvlakken onder de zonnewarmte, trokken de researchers op dreef. “Wellicht was onze demo de eerste implementatie voor robotonderdelen en is daarom onze paper aanvaard geworden”, vermoedt Bram Vanderborght aan het roboticalab aan de VUB.

Diels-Alder polymeren
De onderzoekers gebruiken temperatuurgevoelig elastisch materiaal dat uit cross-linked Diels-Alder polymeren bestaat. De grote moleculen van de thermoharder zijn hittegevoelig.

Bij 80°C laten de zwakke bindingen in de netwerkstructuur los maar zodra de temperatuur terugvalt tot zo’n 25°C grijpen ze plots weer in elkaar… Er is geen verkleuring, geen littekens en functioneel presteert het materiaal vrijwel zoals voorheen (98 tot 99%). Het systeem kan zich een groot aantal keren helen. Bovendien is het materiaal, dat in chloroform ontbindt, grotendeels recycleerbaar.

De zelfherstellende eigenschappen van het materiaal vergen wel dat beide wanden van de snede bij elkaar gebracht worden. Gaat het om een pneumatische component, dan volstaat vaak het wegnemen van de druk. Anders moet het materiaal tegen elkaar gezet worden. De gezochte Diels-Alder-reactie vergt echter wel dat het stuk opgewarmd wordt gedurende zo’n 40 minuten bij 80°C.

Grenzen aftasten
Het Brusselse project past de oplossing toe op drie robotonderdelen, een grijper, robothand en kunstspier, die op luchtdruk werken. De componenten werden gecontroleerd beschadigd om vervolgens het ‘zelfherstel’ zijn werk te laten doen. Realistische schade herstelde volledig zodat de component weer on line kon.

Het zelfherstellend systeem werkt niet als er materiaal weggenomen is. Een ‘groot gat’ is dus niet op deze manier te herstellen. Er groeit immers geen materiaal bij. Het systeem werkt wel, ook al zijn de wanden van de snede niet precies op de oorspronkelijke plek gehecht. “Het is dus mogelijk, wanneer er niet correct gehecht wordt, dat het zich fout herstelt. Naderhand blijf je dan wel een litteken zien. Komt er stof of vuil in de snede, bekom je misschien een zwakke schakel.”

Omdat het helen warmte vergt, kan je het herstel inplannen. Een voorbeeld: bij pneumatica-toepassingen kan een snee in een tube een lek veroorzaken waardoor de druk minder is maar waarbij je misschien toch nog de job kunt verderzetten “om het herstelproces ‘s nachts op te starten. Eenmaal de perslucht weg is, komen de wanden van de snede vanzelf weer bij elkaar.”

Van lab naar de industrie
De materiaalkundigen kunnen stijve en soepele eigenschappen inbouwen in zelfhelend materiaal door de polymeerlengte aan te passen. Zo kunnen ze tussenliggende eigenschappen ‘(bv. stijver met zachter materiaal) bekomen.

Grenzen? Van 400% tot minder dan 1%. Zowel dikke als dunne materialen lukken. “Wij werken op nauwelijks enkele millimeter”, rekent Vanderborght. Sommigen triggeren dergelijke zelfhelende werking met licht. “Wij gebruiken uitsluitend warmte. Helende materialen die licht noch warmte vergen? “Dat vergt verder onderzoek.”

Vandaag, op laboschaal, kosten deze materialen behoorlijk veel. “Op grote schaal hoeven ze niet veel duurder te zijn dan doorsnee materialen. Er is echter nog onderzoek nodig om het product naar de markt te brengen”, zegt Vanderborght die langs het FWO met de KULeuven nieuwe productietechnieken, zoals 3D printing zoekt te ontwikkelen.

Ondertussen vraagt hij ook een Europees onderzoeksproject aan voor het ontwikkelen van inbouwsensoren om ‘pijn’ te detecteren, denk aan haarscheurtjes of microcracks, vooraleer er fatale schade optreedt. <<
Door Luc De Smet, Engineeringnet Magazine

(*) Seppe Terryn, Joost Brancart, Dirk Lefeber, Guy Van Assche and Bram Vanderborght : Self-healing soft pneumatic robots, in Science Robotics, 16 August 2017

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Vlaanderen op tweede plek in Europees innovatieonderzoek

Het laatste Europese innovatieonderzoek toont dat de innovatiegraad in Vlaanderen voor 2016-2018 rond de 70% ligt. Daarmee behoort Vlaanderen tot de Europese top, enkel Estland doet beter.

Kunstmatige intelligentie: nieuwer is niet altijd beter - opinie

Wat triggert kopersverdriet? Sommigen voelen het al na enkele seconden na een impulsaankoop. We maakten het allemaal wel eens mee, maar dat maakt het er niet minder pijnlijk op.

Automatiseer met één voordelige kickstart

Heeft u weinig of geen ervaring? De SIMATIC S7-1200-starterkit is makkelijk, snel, compact en kostenefficiënt en bevat alle benodigde componenten om succesvol te automatiseren.

Opheffing moratorium leidt voorlopig niet tot meer faillissementen

Tijdens de maand februari 2021 gingen er 540 bedrijven failliet, een daling met 43% tegenover 2020. Januari en februari samengeteld toont 999 faillissementsuitspraken of 49,4% minder.

Project: software robots om administratieve routinetaken over te nemen

Het gebruik van databots, een toepassing van Robotic Process Automation (RPA), heeft het potentieel om automatisering snel en goedkoop toe te passen. VIL wil dit onderzoeken.

Start bouw allereerste Vlaamse opleidingscentrum voor farma en biotech

ViTalent en POM Antwerpen hebben het startschot gegeven voor bouw van allereerste opleidingscentrum voor farma en biotech in Vlaanderen. Vanaf begin 2022 worden opleidingen op maat aangebode

Watson-Marlow en Bredel vanaf nu onder één dak

De Watson-Marlow Fluid Technology Group (WMFTG) verzorgt vanaf nu de directe verkoop, de ondersteuning en de service van de industriële Bredel slangenpompen.

‘The 7 Transformations Experience’ - column

Hoe groot of klein ze ook is, en ongeacht de menselijke en financiële middelen waarover ze beschikt, uw onderneming is in staat om te evolueren. 'The 7 Transformations Experience' helpt.

Flexim lanceert nieuwe ultrasone flowmeters voor stoom

Met de FLUXUS ST en FLUXUS ST-HT serie kan verzadigde stoom gemeten worden zonder inbreng van sensors in de leiding of het openen van de leiding. Ook het verjongen van de leidingdiameters is niet langer nodig om de stoomsnelheid te verhogen voor het toe te passen meetprincipe, want de flow kan al gemeten worden vanaf 1cm/s.

Partners