2023-12-01  –  2026-11-30

362.265,48 EUR

Technische Universität Darmstadt, Botanischer Garten, FB Biologie, Darmstadt, Hessen

03EN4072B

Energiesparende Industrieverfahren - Fertigungstechnik [EA3251]

01259184/1  –  BIPAS

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Vakuum-Handhabungstechnik ist in der Automation weit verbreitet. In vielen Anwendungen erfolgt die Vakuum-Erzeugung druckluftbasiert, was mit einer geringen Energieeffizienz einhergeht. Für die klassische Vakuum-Handhabungstechnik bestehen viele Ansätze, um die Energieeffizienz zu steigern. Generell ist aber immer ein aktiv betriebener Vakuum-Erzeuger notwendig, für dessen Betrieb auch eine entsprechende Infrastruktur notwendig wird, die aber je nach Anwendung ggf. nicht zur Verfügung steht oder die Anwendung gar behindern kann, z.B. durch Schläuche. Für die Handhabung saugdichter Werkstücke ist auch eine rein passive Lösung denkbar, die ohne klassischen Vakuumerzeuger auskommt und damit auch keine zusätzliche Energie verbraucht. Zur Ausschöpfung des Potentials muss die Technologie aber beherrschbar, prozessstabil und einfach integrierbar sein. Die Herausforderung bei der Realisierung liegt in der Prozesssicherheit. Während Vakuumejektoren bei auftretender Leckage jederzeit erneut Vakuum bereitstellen können, ist dies bei passiven Vakuumsystemen nicht möglich, dort führt Leckage ohne einen aktiven Eingriff in den Prozess meistens zum Objektverlust. Zur Realisierung wird daher folgender Ansatz verfolgt: Passive Vakuumerzeugung durch Volumenvergrößerung in Verbindung mit bionischer Funktionsintegration sowie Sensorintegration und Ausfallstrategien zur Steigerung der Prozesssicherheit. Das AP2 'Biomimetisches Design' hat den Erkenntnisgewinn über die Umsetzbarkeit biologischer Modellorganismen und deren Funktionsprinzipien in passive bioinspirierte Vakuumerzeugungskomponenten für die automatisierte Handhabung mittels Sauggreifern zum Ziel. Hierbei werden infrage kommende biologische Konzeptgeneratoren evaluiert, funktionsmorphologisch und biomechanisch charakterisiert und simuliert. Die gewonnenen Erkenntnisse werden abstrahiert und fließen in die Entwicklung einer bionischen Sauger-Greiferkombination ein. Die Ziele von AP2 sollen insgesamt mit 72 PM erreicht werden.