Hart oder weich auf Knopfdruck: Mit adaptiven Materialien Funktionen umsetzen

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Fraunhofer-Institut für Silicatforschung

Elastomere mit reversibler Versteifung

Die Forscher am Fraunhofer ISC haben auch Elastomere mit Hilfe von magnetischen Partikeln in schaltbare Werkstoffe verwandelt. Magnetorheologische Elastomere (MRE) in Form von Gummiplatten und -ringen oder anderen Formkörpern können aktorisch eingesetzt werden, um z. B. eine Kraftrückmeldung beim Drücken eines Schalters auszulösen.

Die MRE sind Komposite aus magnetisierbaren Partikeln, meist Eisen, in einer Siliconelastomer-Matrix. Sie können, wie die MRF, auf viele Anwendungen zugeschnitten, angepasst und optimiert werden. Dabei stehen zwei Effekte der MRE im Vordergrund: die reversible Versteifung und ihre Funktion als Aktor.

Sobald ein magnetisches Feld angelegt wird, werden die magnetischen Teilchen in der Matrix polarisiert und üben Kräfte aufeinander aus. Das lässt das Material versteifen. Wird das magnetische Feld wieder abgeschaltet, kehrt das MRE in seinen ursprünglichen weichen Zustand zurück. Damit erhält man wie bei den MRF eine steuerbare Dämpfung. Der zweite Materialeffekt besteht darin, dass sich das MRE durch ein Magnetfeld verformt, aber nach Abschalten des Magnetfeldes in Millisekunden wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.

Dieser Effekt kann insbesondere in Aktoren zur Erzeugung von Linearbewegungen, aber auch für Klemmfunktionen genutzt werden. Aufgrund seiner Beschaffenheit lässt sich das Material in beliebige Strukturen und Oberflächen inte- grieren. (qui)

* Dr. Holger Böse Wissensch.-techn. Leiter CeSMa, Fraunhofer ISC, Würzburg.

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