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Piezotechnologie in der Adaptronik

Übersicht
PI Biegsame DuraActFlächenwandler
 

Piezokeramiken als "Smart Materials"

Für die moderne Industrie nimmt die Entwicklung selbstanpassender, adaptiver Systeme zunehmend größeren Raum ein. Immer wichtiger werden dabei intelligente Werkstoffe, sogenannte "Smart Materials", die sowohl sensorische als auch aktorische Eigenschaften besitzen. Sie stellen geänderte Umfeldbedingungen wie Stoß-, Druck- oder Biegebeanspruchungen fest und reagieren darauf.

Piezokeramiken gehören zu diesen adaptiven Werkstoffen. So werden Piezoaktoren bereits seit längerer Zeit in der Überwachung und Dämpfung von hochfrequenten Schwingungen eingesetzt.

Piezoelektrische Multitalente: DuraAct Flächenwandler

Eine kompakte Lösung bieten die piezoelektrischen DuraAct Flächenwandler: Grundlage ist eine dünne piezokeramische Folie, die mit elektrisch leitendem Material zur elektrischen Kontaktierung bedeckt und anschließend in einen duktilen Polymerverbundstoff eingebettet wird.

Die an sich spröde Piezokeramik wird dadurch mechanisch vorgespannt sowie elektrisch isoliert und ist anschließend so robust, dass sie sogar auf gekrümmten Oberflächen mit Biegeradien von einigen Millimetern aufgebracht werden kann.

Die Wandler werden einfach auf das entsprechende Substrat aufgeklebt oder bereits beim Herstellungsprozess in eine Struktur integriert, die es erlaubt, Vibrationen oder Konturverformungen im Bauteil selbst zu erkennen oder zu erzeugen.

Die Größe der Konturänderung ist dabei stark von den Substrateigenschaften abhängig und reicht vom Nanometer- bis in den Millimeterbereich.

Auch bei hoher dynamischer Belastung stellt die Bauweise eine hohe Schadenstoleranz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer von über 109 Zyklen sicher.

Verschleiß und Störanfälligkeit sind sehr gering, da die Wandler als Festkörperaktoren keine beweglichen Teile enthalten. 

Intelligente Werkstoffe
Die Verformung bewirkt ein elektrisches Signal
Piezokeramiken in der Adaptronik
Eine Spannung führt zur Kontraktion
Produkte

Produkte

DynamicsPush/Pull Force [N]Relative Displacement [µm/m]Voltage Range [V]Sensor
DuraAct Patch Transducer
Bendable and Robust
++++to 775400 to 800200, 400, 1000
DuraAct Power Patch Transducer
High Efficiency and Robust
++++441200120

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