Zwei Generationen

Der Silikonaktor SXTA, auch dielektrischer Elastomeraktor (DEA) oder künstlicher Muskel genannt, funktioniert nach dem elektrostatischen Wirkprinzip und kann sich in Abhängigkeit eines externen Signals zusammenziehen und wieder ausdehnen (Quelle: Sateco)

Derzeit steht die erste Generation der Silikonaktoren zur Umsetzung von Versuchen und Prototypen zur Verfügung. Der SXTA1 wird in Zusammenarbeit mit einem Start-up der EMPA (Eidgenössische Materialprüfungsanstalt, Teil der ETH Zürich) in der Schweiz auf einer Prototypenanlage hergestellt. Es sind Muster in drei Varianten verfügbar. Der kleinste Aktor SXTA1-1005 hat eine Grundfläche von 10 mm x 10 mm und eine Höhe von 5 mm. Damit kann ein Hub von ca. 0,2 mm bei einer Kraft von ca. 1 N erzeugt werden. Sein größerer Bruder, der SXTA1-1010, ist doppelt so hoch und kann ca. 0,4 mm Hub bei 3 N leisten. Die größte Variante SXTA1-1520 weist eine Grundfläche von 15 mm x 15 mm und eine Höhe von 20 mm auf. Dieser Aktor kann sich um ca. 0,7 mm zusammenziehen und eine Kraft von bis zu 10 N erzeugen. Die Höhe der Aktoren und damit der erzielbare Hub und die Kraft können in gewissem Umfang auf Kundenwunsch angepasst werden.

In einem Starter-Kit können der Silikonaktor, passende Software, Treiber und elektronische Steuerung geliefert werden. Damit werden kundenseitig Ressourcen gespart und die Zeit zur Erstellung eines ersten Anwendungs-Prototyps verkürzt.

In den Startlöchern: Die zweite Generation

Zusammen mit dem Start-up arbeitet die Sateco-Gruppe bereits an der zweiten Generation Silikonaktoren, dem SXTA2. Gegenüber der ersten Generation verfügt diese über eine elektrische Versorgung, welche vergleichbar zu piezoelektrischen Stapelaktoren ist (600 V). Damit reduziert sich der Aufwand zur elektronischen Integration des Bauteils. Zudem werden verbesserte elektrische leitfähige Materialien verwendet, welche die Lebensdauer des Silikonaktors verlängern sollen. Die Prüfdaten sind derzeit in Erstellung. Erste Muster sollen ab Mitte 2021 verfügbar sein. Im Gegensatz zur ersten Generation wird der SXTA2 in größeren Stückzahlen von mehreren 100.000 Teilen pro Jahr herstellbar sein.

Um diese hohe Stückzahl an Silikonaktoren bereitstellen zu können, baut die Sateco-Gruppe am Standort Schwerzenbach eine neuartige Produktionsanlage mit einem Sauberraum der Größe 200 m2. Die Fertigungsanlage muss eine sehr hohe Präzision und ausgesprochen hohe Wiederholbarkeit gewährleisten. Damit ein Silikonaktor gefertigt werden kann, müssen mehrere Hundert Lagen mikroskopisch dünner elastischer Silikonschichten defektfrei und in engen dimensionalen Toleranzen absolut zuverlässig aufeinandergestapelt werden.

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