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Transdutores Macios com Polímero Eletroativo Dielétrico
O que são transdutores macios?
Dispositivos à base de material macio, como atuadores e sensores, têm se tornado o foco de atenção em uma variedade de aplicações emergentes. Elastômeros dielétricos e géis dielétricos podem desempenhar um papel fundamental como os principais componentes em transdutores macios graças à sua elasticidade e maciez. A mudança de forma de elastômeros dielétricos e géis dielétricos pode ser usada para converter energia (por exemplo, de elétrica para mecânica), levando a soluções sustentáveis, tais como:
- Leveza
- Conformidade mecânica
- Flexibilidade de projeto
- Tranquilidade
Eletrônicos de consumo, eletrônicos de transporte, jogos, geradores (colheita de energia), robótica, músculos artificiais, infraestrutura, colchões, alto-falantes e escovas de dentes elétricas.
Comparação de materiais e foco da Dow
Diferentes materiais têm propriedades exclusivas de acionamento e tensão. Polímero eletroativo dielétrico (DEAP) oferece tensão de atuação maior e diferenciada.
| Atuador | Densidade de potência KW * kg-1 | Eficiência de Atuação | Tamanho/em3 | Estresse/MPs | Deformação / % | Velocidade Relativa | Flexibilidade de Projeto |
| DEAP | 10-2-100 | ~0,9 | ≥10-1 | 10-1-100 | 10-1-102 | Rápido | Bom |
| Hidráulica | 100-101 | >0,9 | 100-104 | 100-102 | 10-3-100 | Médio | Ruim |
| Pneumático | 10-2-102 | ~0,4 | 100-104 | 100-101 | 10-1-100 | Médio | Ruim |
| Bobina Móvel | 10-2-100 | ~0,8 | 101-103 | 10-2 | 100 | Médio-rápido | Ruim |
| Plezo | 100-106 | >0,85 | 10-2-102 | 100-101 | 10-2-100 | Rápido | Feira |
| SMA | 10-2-101 | <0,1 | 100-101 | 102 | 100 | Lenta | Feira |
| IPMC | 10-4-10-2 | <0,1 | ≥10-1 | 10-2-10-1 | 100 | Baixo Médio | Feira |
| Músculo Natural | 10-1-100 | <0,75 | 10-7-10-1 | 10-2-10-1 | 101 | Médio | - |
Princípio do Atuador Macio
A forma mais simples de um atuador macio à base de DEAP é uma película de elastômero fina imprensada entre dois eletrodos. A aplicação de tensão em ambos os lados do filme de elastômero gera pressão de Maxwell, levando a um aumento na área e uma diminuição na espessura.
Princípio do Sensor Macio
Um sensor macio baseado em DEAP é considerado uma forma de sensor de força. Uma película de elastômero muda na capacitância quando mecanicamente deformada. Essa alteração de capacitância pode ser usada para detectar um nível diferente de força externa.
Por que polímero eletroativo dielétrico à base de silicone (DEAP)?
No estágio inicial de pesquisa e desenvolvimento, poliacrilato e poliuretano eram materiais populares usados como DEAP. Recentemente, o silicone atraiu muita atenção e apresenta o material mais promissor devido às seguintes vantagens:
- Tensão operacional mais baixa
- Movimento grande
- Baixa viscoelasticidade e resposta mais rápida
- Operação durável, confiável e estável em ambientes difíceis (alta umidade, temperatura etc.)
Silicone (alta constante dielétrica) | Silicone (convencional) | Poliuretanos | Poliacrilato | |
| Alta Constante Dielétrica | Excelente | Feira | Excelente | Bom |
| Facilidade de Umectação | Feira | Feira | Excelente | Excelente |
| Estabilidade de Umidade | Excelente | Excelente | Ruim | Ruim |
| Temperatura de Serviço | Excelente | Excelente | Ruim | Ruim |
| Espuma Visco | Bom | Excelente | Feira | Ruim |
| Velocidade de Resposta | Bom | Excelente | Feira | Ruim |
| Resistência a Rasgos | Feira | Feira | Excelente | Excelente |
Tecnologia e soluções sustentáveis da Dow
Nosso profundo conhecimento e longa experiência no campo de elastômeros dielétricos e géis dielétricos podem acelerar sua tecnologia e desenvolvimento de produtos com um aprimoramento do desempenho do produto. Os materiais de silicone foram reconhecidos por oferecer propriedades superiores que são adequadas para transdutores macios. Podemos personalizar elastômero dielétrico à base de silicone e produtos de gel dielétrico para suas necessidades de aplicação específicas. Além disso, a ciência de silicone e materiais orgânicos da Dow oferece força complementar no avanço da ciência de materiais para transdutores macios da seguinte forma:
- Design e síntese de estrutura de polímero
- Desenvolvimento de formulação e composto
- Otimização de propriedades mecânicas e elétricas
- Oferta de solução total
- Elastômeros dielétricos
- Géis dielétricos
- Eletrodos
- Adesivos
- Condutores eletrônicos
- Suporte de processo, incluindo fabricação de filme fino
- Avaliação de desempenho eletromecânico fundamental
| Produto da Dow | Aplicação | Recurso Exclusivo |
| ME-7540 | Elastômero eletroativo | Alta constante dielétrica |
| SYLGARD 184 | Elastômero eletroativo | Rápida velocidade de resposta |
| ME-1800 | Conheça nosso novo adesivo eletricamente condutivo | Alta condutividade elétrica |
| OS-20 | Diluente para impressão de eletrodos ou DEAP | Ideal para diluição de silicone |
Estrutura do atuador macio
Onde a tecnologia e os produtos da Dow são usados?
Processo de fabricação de atuador DEAP
Transdutores macios com polímero eletroativo dielétrico à base de silicone (DEAP). Exemplo de processo de fabricação e estrutura montada do atuador com filme de silicone DEAP.
Filme de laboratório (atuador de camada única)
Transdutores macios com polímero eletroativo dielétrico à base de silicone (DEAP). Filme de laboratório do processo real de filmagem.
Temos o compromisso de conectar você a especialistas e recursos para enfrentar qualquer desafio.