Poprawa efektywności jest kluczowym tematem badawczym – na przykład w technice próżniowej. Schmalz nieustannie optymalizuje swoje systemy i podczas ich rozwoju patrzy także poza horyzont. W aktualnym projekcie w centrum uwagi znajdują się narządy ssące pijawek.
Rzepy, efekt lotosu i skrzydła samolotów to niektóre z prominentnych przykładów, jak bionika może rozwiązywać techniczne zadania. Przyroda oferuje fascynujące odpowiedzi na codzienne wyzwania. „Zazwyczaj jest bardzo efektywna”, podkreśla dr Harald Kuolt. Kieruje on projektami badawczymi w Schmalz. „Szukaliśmy naturalnych metod ssania, aby poprawić nasze własne systemy próżniowe.”
Schmalz znalazł inspirację w pijawkach. Posiadają one zdolność trzymania się różnych powierzchni dzięki swoim dwóm narządom ssącym na przednim i tylnym końcu. Niezależnie od tego, czy są śliskie, czy porowate, czy pod wodą, czy nad nią – dzięki połączeniu przyczepności ssącej i mechanicznego chwytania mogą pewnie trzymać się swoich żywicieli. Wraz z Uniwersytetem we Fryburgu Schmalz rozpoczął projekt, aby lepiej zrozumieć biologiczne systemy przyczepności. „Badaliśmy morfologię funkcjonalną i biomechanikę pijawek,” opisuje prof. dr Thomas Speck. Kieruje on grupą roboczą „Botanika – morfologia funkcjonalna i bionika” na Uniwersytecie we Fryburgu.
Po ręcznych próbach odciągania badacze zbudowali systemy obrotowe i określili, przy jakiej sile odśrodkowej pijawki odrywają się od danej powierzchni. „Wkraczaliśmy na nowe tereny i opracowaliśmy specjalne układy do pomiaru sił przyczepności pijawek,” relacjonuje Thomas Speck. W aktualnym projekcie badawczym zespół bada anatomię narządu ssącego, który składa się z mięśniowo sterowanych warg ssących, uszczelniających i chwytających. „Zrozumienie związku między formą, strukturą a funkcją narządu ssącego jest kluczowe dla dalszych kroków abstrakcyjnych i wdrożeniowych dla nowych, bionicznie zoptymalizowanych systemów Schmalz,” wyjaśnia dr Simon Poppinga, który na TU Darmstadt kieruje badaniami podstawowymi na modelowym organizmie.
Z akwarium do przemysłu
Harald Kuolt: „Nasze wstępne prace doprowadziły do stworzenia prototypu, który różni się od naszego standardowego asortymentu.” Po pierwsze, wargę uszczelniającą skierowano w inną stronę niż w zwykłych ssawkach. Po drugie, Schmalz dostosował promienie krzywizny i łączy twarde i miękkie materiały. „Udało nam się zredukować objętość martwą i tym samym znacznie szybciej przeprowadzać ewakuację,” cieszy się kierownik badań. „Naszym celem jest, aby nowy ssawnik lepiej radził sobie w zakresie sił trzymających i ścinających oraz zachowania uszczelniającego niż zwykłe modele. Ponadto powinien być możliwy do przemysłowej produkcji.” I jego ślad węglowy musi być porównywalny z dotychczasowymi ssawkami.
Obecnie w centrum uwagi znajdują się dwie wersje, które Schmalz dalej optymalizuje. Dzięki krótkim czasom ewakuacji nowe modele oszczędzają energię. Lepiej uszczelniają na szorstkich powierzchniach i przekonują długim czasem pracy. Dzięki nowej strukturze uszczelnienia powinny również zapewniać pewny chwyt na nierównych lub delikatnych powierzchniach. „Ssawki muszą działać procesowo w standardowych aplikacjach, nie chcemy opracowywać rozwiązania dla kilku specjalnych przypadków,” podkreśla Harald Kuolt.
Kontakt:
