Teknovation Logo
robot

 
  • ”Der har aldrig rigtig været nogen, der har kigget nærmere på, hvorfor det fleksible sugerør forbliver i den position, man sætter det i,” siger adjunkt Marcelo Dias fra Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet. (Foto: Jesper Bruun)

2. november 2018, kl. 06:26 

Multistabilitet i plast-sugerør

For 80 år siden revolutionerede en skrue og et stykke tandtråd en over 5.000 år gammel opfindelse. Nu tager et internationalt team af forskere og ingeniører skridtet videre frem og ser på unik egenskab i plast-sugerør.


De bøjelige plastsugerør, som ligger hjemme i enhver børnefamilies køkkenskuffer er mere unikke og rummer langt flere muligheder, end man lige umiddelbart skulle tro.

”Der har aldrig rigtig været nogen, der har kigget nærmere på, hvorfor det fleksible sugerør forbliver i den position, man sætter det i – heller ikke selvom sugerøret er noget, alle mennesker i hele verden bruger,” siger adjunkt Marcelo Dias fra Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet.

Annonce - artiklen fortsætter under banneret


Det er nemlig det fantastiske ved sugerøret: På grund af dets hidtil uudforskede indbyggede multistabilitet kan sugerøret indstilles til uendeligt mange positioner langs den azimutale retning, og derefter blive stående i lige netop den konfiguration.

”Vi opsporede sugerørets historie og det mønster, der oprindeligt blev foreslået som patent. Sugerørets fleksible del fremstilles ved ekstrudering af plastmaterialet, og denne simple idé – det, der aldrig rigtigt er blevet værdsat før nu – er, at forspændingen i strukturen faktisk er kilden til enhedens multistabilitet," siger Marcelo Dias.

Den indbyggede forspænding i strukturen kan forklares ved at forestille sig, at man skærer et lille udsnit ud af sugerørets bøjelige del – altså en lille ring af plast. Prøver man at klippe denne ring i stykker, vil materialet åbne sig, på grund af den indbyggede spænding (man kan sige, at ringen egentlig er designet med en større radius). Det er kun, fordi ringen er lukket, at strukturen bibeholder forspændingen, der sikrer muligheden for multistabilitet.

Marcelo Dias har bidraget til det arbejdet, som et internationalt team af forskere og ingeniører ledet af James Hanna fra Virginia Tech og Ryan Hayward fra University of Massachusetts har udført. Marcelo Dias har hjulpet teamet med at formulere en matematisk model til flere 3D-printede versioner af den omtalte ring-struktur, for at kunne teste hvornår man opnår den helt korrekte forspænding i materialet. Idéen er, at strukturen opnår tilstrækkelig stabilitet i sin fase, uden at det koster for meget energi at flytte strukturen til en anden fase.

”For at strukturen kan forblive i den konfiguration, vi indstiller den til, og samtidig være fleksibelt nok til at kunne indstilles til uendeligt mange andre, har vi brug for en helt nøjagtig mængde forspænding," siger Marcelo Dias.

Og hvad kan man så bruge denne multistabile struktur til? Jo, der er faktisk langt flere muligheder for praktisk applikation, end man lige skulle tro. Særligt inden for robotteknologien og rumindustrien, hvor muligheden for at kontrollere eksempelvis robotarme med minimalt input og minimalt energiforbrug øjner sig:

”Det, vi forsøger at afdække her, er selve mekanismen: Muligheden for et system, der efter et indledende ”skub” falder ind i en fast tilstand og forbliver der,” siger Marcelo Dias og nævner mikrorobotter som et muligt eksempel på praktisk anvendelighed for teknologien.


  • Del denne artikel på Facebook
  • Del denne artikel på Twitter
  • Del denne artikel på LinkedIn

 

 
 
 
 
 
Teknovation
 
 
Teknovation ApS
Sydvestvej 110, 1
2600 Glostrup
T. 46139000
F. 46139021
M. info@teknovation.dk
CVR Nr. 28680392

 
Copyright © Teknovation ApS
All Rights Reserved.
CMS: Scalar Media

Persondata- og cookiepolitik