Der Silikonaktor SXTA kann Tasten spontan und lautlos aus Oberflächen bewegen und energieeffizient beliebig lange halten (Quelle: Sateco)
Beim SXTA handelt es ich um einen dielektrischen Elastomer-Aktor, auch künstlicher Muskel genannt. Er funktioniert nach dem elektrostatischen Wirkprinzip und kann sich in Abhängigkeit eines externen Signals zusammenziehen und wieder ausdehnen. Damit kann er zum Beispiel eine taktile sensorische Rückmeldung erzeugen, optische Linsen positionieren oder pneumatische Systeme steuern. Sein geringes Gewicht und seine Fähigkeit, Energie effizient elastisch zwischenzuspeichern, sind hervorzuheben. Damit eröffnen sich Anwendungen im Automobilinterieur, Technologien für Mixed Reality, Gaming, Medizintechnik und allgemein in der industriellen Automation.
Die technischen Details
Der Silikonaktor SXTA ist derzeit typsicherweise 10 mm 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 von mikroskopisch dünnen elastischen Silikonschichten und elektrisch leitfähigen Kohlenstoffelektroden. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen den Elektroden lädt sich der Aktor elektrisch auf. Dabei wird ein elektrostatisches Feld im Aktor aufgebaut. Dieses Feld erzeugt eine elektrostatische Kraft, welche den Aktor dank des nachgiebigen elastischen Silikons zwischen den Elektroden zusammenziehen kann. Damit ist der Muskel angespannt. Er kann wieder gelöst werden, indem die elektrischen Ladungen durch zum Beispiel einen Kurzschluss abgeführt werden. Die Reduktion der Ladung schwächt die elektrostatische Anziehungskraft, sodass die elastische Silikonschicht den Aktor mechanisch wieder in die ursprüngliche Form zurückstellen kann.
Der Silikonaktor wirkt somit wie ein elektrostatisch steuerbares Federelement, welches sich bewegen und versteifen kann und Energie speichert. Die Verformung und die Kraft sind proportional zur angelegten Spannung. Dank der Energiespeicherung kann der Aktor eine bestimmte Position energiearm halten.