Magnetorheologische Elastomere

Smarte Härte im magnetischen Feld

19. November 2013

Elastomere sind weich und dehnbar. Man findet sie in einer Vielzahl technischer Applikationen wie Dichtungen oder Vibrationsdämpfer. Durch Einstellen des Härtegrades können die Eigenschaften elastomerer Kunststoffe exakt auf die jeweilige Anwendung angepasst werden. Dies geschieht über die Wahl des Materials und den Grad der chemischen Vernetzung der Molekülketten.

Oberflächengefühl nach Berührung

Für manche Anwendungen hat sich die Möglichkeit zur Veränderung des Härtegrades während der Nutzung als besonders vorteilhaft herausgestellt. So kann es zum Beispiel wichtig sein, das Oberflächengefühl bei Berühren verändern zu können. Dieses Verhalten lässt sich unter Verwendung magnetorheologischer Elastomere MRS erzeugen.

Dies ist eine neue Werkstoffklasse, die am Fraunhofer ISC am Center Smart Materials erforscht wird. Die Veränderung des Härtegrades im magnetischen Feld geht auf magnetische Partikel zurück, die in die weiche Elastomermatrix eingebracht sind. Unter Einfluss eines Magnetfeldes werden die Partikel polarisiert und üben Kräfte aufeinander. Der Kunststoff erhärtet solange, bis das Magnetfeld ausgeschaltet wird. Danach nimmt der Magnet seine ursprüngliche weiche Konsistenz wieder ein.

Mögliche Anwendungsgebiete für diese neue Klasse smarter Materialien wären zum Beispiel künstliche Muskel für die Robotik, flexible Lager, kontrollierbare Dichtungen oder haptische Interfaces. Mit magnetorheologischen Elastomeren ließen sich beispielsweise auch Formgedächtniseigenschaften (shape memory effect) realisieren.

www.cesma.de

www.isc.fraunhofer.de

Bildquelle: Fraunhofer ISC