Silikone auf der K 2019 Einsatzfertige elektroaktive Sensoren und Aktuatoren auf Silikonbasis

Redakteur: Peter Königsreuther

Die K 2019 nimmt Wacker Silicones zum willkommenen Anlass, um der Welt Nexipal vorzustellen. Das neuartige Silikonlaminat kann als Verformungsmesser oder als Bewegungsinitiator genutzt werden. Halle 6 am Stand A10.

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Doppelfunktion: Weltpremiere auf der K 2019: Der Münchner Chemiekonzern Wacker lüftet erstmals das Geheimnis um das Siliconlaminat Nexipal. Das Produkt besteht aus ultradünnen, mit Elektroden beschichteten Präzisionsfilmen und kann entweder als Aktuator Bewegungen ausführen oder als Sensor mechanische Verformungen messen, heißt es. Halle 6 am Stand A10.
Doppelfunktion: Weltpremiere auf der K 2019: Der Münchner Chemiekonzern Wacker lüftet erstmals das Geheimnis um das Siliconlaminat Nexipal. Das Produkt besteht aus ultradünnen, mit Elektroden beschichteten Präzisionsfilmen und kann entweder als Aktuator Bewegungen ausführen oder als Sensor mechanische Verformungen messen, heißt es. Halle 6 am Stand A10.
(Bild: Wacker)

Die Silikonlaminate, informiert Wacker, sind verschleißfrei, platz- und energiesparend und sollen kein Hinderniß, um innovative Anwendungen aus der Taufe zu heben. Mit berührungsempfindliche Bildschirme, die mit Nexipal ausgerüstet sind, können beispielsweise durch Vibrationen und haptische Signale Tasten simulieren, die nur mit dem Tastsinn erkannt und ohne Blickkontakt bedient werden können, präzisiert Wacker – besonders interessant ist das unter anderem für Anwendungen in Fahrzeugen.

Dieelektrische sowie ultradünne Silikonfolie macht's möglich

Die Grundlage, auf der die neue Laminattechnologie steht, heißt Elastosil-Film. Diese ultradünne Silikonfolie, die Wacker als Rollenware in Stärken zwischen 20 und 400 μm produziert, ist eine wichtige Materialkomponente, denn sie sorgt wegen ihrer dielektrischen Eigenschaften erst für die gewünschten elektroaktiven Effekte des Laminats. Damit die Silikonfolie Bewegungen ausführen respektive messen kann, wird sie zuvor mit einem elektrischen Leiter beschichtet und anschließend lagenweise zu einem Laminatstapel zusammengefügt, erklärt der Chemiekonzern Wacker.

Wacker wird solche elektroaktiven Laminate auf Basis von Nexipal künftig im industriellen Maßstab herstellen. Auch das Design derselben könne man individuell anpassen. Eine entsprechende Anlage soll ab dem zweiten Halbjahr 2020 produktionsbereit sein.
Wacker wird solche elektroaktiven Laminate auf Basis von Nexipal künftig im industriellen Maßstab herstellen. Auch das Design derselben könne man individuell anpassen. Eine entsprechende Anlage soll ab dem zweiten Halbjahr 2020 produktionsbereit sein.
(Bild: Wacker)

Solche vorkonfektionierten Laminate planen die Münchener Spezialisten unter dem Markennamen Nexipal in Zukunft selbst zu produzieren und zu vertreiben. Auf der K 2019 wird Wacker nun erste Mehrschichtfolien und Anwendungen zeigen. Darunter auch einen damit ausgestatteten Touch Screen, der in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Intelligente Materialsysteme der Universität des Saarlandes entwickelt wurde und laut Wacker durch Vibrationen haptische Effekte erzeugen kann. Dieses und weitere Anwendungsbeispielen sollen die im wahrsten Sinne des Wortes mal wieder doppelt-flexiblen Möglichkeiten solcher elektroaktiven Polymere praxisnah demonstrieren.

Elektrisch induzierte Oberflächenänderung mit Rückstelleffekt

Nexipal-Laminate bestehen also aus mehreren ultradünnen, mit elektrisch leitfähigem Material beschichteten Präzisionsfolien. Jede Folienlage ist dabei zwischen zwei flexiblen Elektroden eingebettet, merkt Wacker an. Liegt eine elektrische Spannung an, ziehen sich die positiven und negativen Ladungsträger der Elektroden an: der dazwischen liegende Silikonfilm verändert dadurch seine Form und wird dünner, heißt es weiter. Gleichzeitig wird er aber auch länger und breiter, wobei sich seine Oberfläche proportional zur Kompression ausdehnt. Im entladenen Zustand sorgt die bei Elastomeren üblicherweise wirksam werdende Rückstellkraft dafür, dass das Laminat wieder seine ursprüngliche Form annimmt. Das Gute: dieser Vorgang soll sich beliebig oft wiederholen lassen.

Der künstliche „Silikonmuskel“ als elektroaktiver Alleskönner

Elektroaktive Silikonlaminate besitzen im Vergleich zu den marktüblichen Magnetspulensystemen unter anderem den Vorteil, dass sie nur während des Schaltvorgangs elektrische Energie zu verbrauchen, betont Wacker. Dadurch würden sie im Betrieb über ihre gesamte Lebensdauer hinweg vergleichsweise nachhaltig arbeiten und dabei Kosten sparen. Außerdem produzieren Silikonlaminate keine Wärme, die gegebenenfalls abgeführt werden müsste. Eine Kühlung des Bauteils, was häufig mit einem hohen Aufwand verbunden sei, werde folglich überflüssig.

Jede mechanische Einwirkung verändert andererseits die elektrische Kapazität des Laminats. Elektroaktive Polymerlaminate können deshalb auch als Sensoren fungieren, betont Wacker. Diese Doppelfunktion macht Nexipal zum echten Alleskönner und Problemlöser in der Medizintechnik, der Sensorik, der Robotik und im Autosektor, wo sie beispielsweise Scheinwerfer oder Spiegel ausrichten könnten. Nexipal-Laminate sind laut Wacker auch in der Lage, wie ein künstlicher Muskel fließende Bewegungen auszuführen.

Eigene Silikonlaminatfertigung schließt Wertschöpfungskette

Derzeit errichtet Wacker eine eigene Anlage zur Entwicklung und Fertigung von Laminaten, die, wie es heißt, im zweiten Halbjahr 2020 erste gebrauchsfertige, vorkonfektionierte Komponenten liefert. Unterschiedliche Laminatformen und -designs seien dabei auf Kundenwunsch möglich.

Wacker habe sich intensiv mit den Bedürfnissen der Branche und den technischen Anforderungen für eine eigene Fertigung beschäftigt. Nach Analyse der Ergebnisse habe man sich dazu entschieden, zur Silikonfolie nun auch elektroaktive Laminate herzustellen. Mit dem Aufbau einer eigenen Produktion schließt Wacker im Hinblick auf diese spezielle Technik eine Lücke in der Wertschöpfungskette, heißt es weiter. Als führender Silikonhersteller versetzt man sich damit in der Lage, den, wie Wacker prognostiziert, künftig wachsenden Bedarf an elektroaktiven Produkten mit eigenen, qualitativ hochwertigen Silikonlaminaten zu decken.

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