ZIM-Kooperationsprojekt

Polymeraktuator

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Leichter und biegsamer Motor
für industrielle Unterstützungssysteme

In dem Innovationsprojekt „Polymeraktuator“ setzen sich die Unternehmen CESYS GmbH und emtronic GmbH gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) und der Professur für Elektrische Maschinen und Antriebssysteme der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg zum Ziel, einen leichten und flexiblen Linearmotor zu entwickeln, der vollkommen neue Gestaltungsmöglichkeiten für industrielle Unterstützungssysteme wie Exoskelette oder Muskelhandschuhe bietet. Das Projekt wird über zweieinhalb Jahre aus Mitteln des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert und hat ein Fördervolumen von rund 690.000 Euro. Ein entsprechender Antrag wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Juli 2019 bewilligt.

Assistenzsysteme, die Menschen aktiv in ihrer Bewegung unterstützen oder bei körperlicher Tätigkeit entlasten, befinden sich derzeit in einer zusehend rasanten Entwicklung, wobei in den meisten Fällen eine externe Kraftunterstützung durch Elektromotoren oder pneumatische Systeme erfolgt. Die zur Kraftübertragung verwendeten Aktuatoren bringen jedoch häufig wesentliche Nachteile mit sich und lassen keine flache Integration auf der Körperoberfläche zu. Die Bewegungsfreiheit bspw. eines Arbeiters in der industriellen Produktion ist dadurch stark eingeschränkt. Auch die Betriebsdauer ist oftmals gering, was auf den zeitlich begrenzten Akkubetrieb sowie auf das hohe Eigengewicht und die fehlende Dynamik zurückzuführen ist.

Neue Gestaltungsmöglichkeiten für Exoskelette und Muskelhandschuhe

Ziel des Projekts „Polymeraktuator“ ist deshalb die Entwicklung eines leichten und flexiblen Linearmotors, der gänzlich neue Gestaltungsmöglichkeiten für Exoskelette, Muskelhandschuhe und eine Reihe weiterer industrieller Anwendungen ermöglicht. Das grundlegende Funktionsprinzip soll dabei dem eines herkömmlichen Linearmotors mit Ständer und Läufer entsprechen, bei dem die lineare Bewegung direkt, aufgrund elektromagnetischer Kräfte, erzeugt wird. Der Läufer besteht aus Magneten, die über eine polymerbasierte Struktur miteinander verbunden sind. Der Ständer ist aus einem dünnen und flexiblen Polymerschlauch gefertigt, auf dem die Spulen samt magnetischem Rückschluss zur Erzeugung des Magnetfeldes aufgebracht werden. Darüber hinaus soll ein für die Industrie adaptierbares Fertigungsverfahren zur Herstellung des neuen Aktuators entwickelt werden.

Die Idee zum Projekt „Polymeraktuator“ ist im Rahmen des Innovationsnetzwerks Intellus - Intelligente Unterstützungssysteme entstanden, das ebenfalls über das ZIM-Programm gefördert wird. Im Zuge der Netzwerkmitgliedschaft werden die Partner aktiv bei der Identifizierung und Initiierung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten sowie der Sicherstellung von Finanzierungen durch Fördermittelakquise unterstützt. Die Mitglieder werden bei der Entwicklung neuer Technologien intensiv begleitet, um ihre Wettbewerbsfähigkeit im Bereich der intelligenten Systeme zur Unterstützung im Berufs- und Alltagsleben zu steigern. Das Netzwerkmanagement hat die IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH übernommen, die eine breite Palette an technischen Innovationsvorhaben betreut.


Laufzeit: 01.08.2019 - 31.01.2022
Fördervolumen: 690.000 €
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Förderprogramm: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)



Projektpartner