Comunicato Stampa

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CC_HM_8_13
Superconduttori per un’automazione industriale orientata
alla conservazione delle risorse
Festo sta svolgendo una ricerca nel settore dei super-conduttori da applicare alla tecnica
dell’automazione.
Data
Aprile 2013
Conduttori che lavorano per levitazione, senza resistenza e con la massima efficienza
energetica, impiegati per due decenni nella tecnica medicale, si stanno ora diffondendo
anche nei sistemi su larga scala con elevata densità di potenza. Festo, leader nel settore
della tecnica dell’automazione, ne sta testando le possibilità di impiego per la
produzione del futuro orientata alla conservazione delle risorse. Le applicazioni più
Ns. Rif.
MKT/CP-ebi
piccole nel settore dei cuscinetti a levitazione, senza attrito, sono interessanti per i
sistemi di produzione. In collaborazione con la società “evico” di Dresda ed altri
partner della ricerca tecnica e scientifica, Festo ha presentato il potenziale e i campi di
ricerca della tecnica dei superconduttori alla fiera di Hannover 2013.
I super-conduttori sono metalli, leghe di metallo o ceramiche, che passano improvvisamente
in uno stato di superconduttività sotto una determinata temperatura di salto, perdendo la loro
resistenza elettrica. “Raggiungendo questa temperatura di salto l’interazione elettrostatica
repulsiva presente normalmente tra gli elettroni si trasforma in uno stato legato, formando le
cosiddette coppie di Cooper. In questa condizione di coppia gli elettroni non possono più
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Italia per l’ Automazione Industriale
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interagire con la griglia atomica che li circonda, e quindi trasportano la corrente elettrica
senza alcuna resistenza.”, spiega il Prof. Dr. Werner Hanke dell’Università JuliusMaximilians di Würzburg. “Una volta che la corrente elettrica si mette in moto nel materiale
superconduttivo sotto la temperatura di salto, continua a fluire in un circuito chiuso senza
perdite.”, aggiunge il docente.
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La tecnica dei super-conduttori è ancora allo stadio di ricerca, ma presenta un grande
Festo SpA
potenziale nello sviluppo di materiali e nei sistemi di raffreddamento. Il costo del
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raffreddamento dei materiali è stato un ostacolo che ne ha impedito per lungo tempo
l’applicazione industriale. “Nel 1986 sono stati scoperti i super-conduttori ad alta
temperatura, la cui temperatura di salto è superiore ai 100 gradi Kelvin. Sono materiali di
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ceramica, il cui raffreddamento è possibile con l’impiego di azoto liquido o di elettricità, e
quindi è più economico e praticabile.”, spiega il Prof. Dr. Ludwig Schultz dell’Istituto
Leibniz per la ricerca sui materiali e sui corpi solidi (IFW Dresden).
Cuscinetti magnetici superconduttori nell’automazione
Se un superconduttore viene raffreddato ad una temperatura inferiore a quella di salto per
effetto di un campo magnetico esterno di un magnete permanente, questo provoca non solo la
perdita della resistenza elettrica, ma anche la modifica delle sue proprietà: il superconduttore
può mantenere o “congelare” il campo magnetico del magnete permanente ad una distanza
predefinita e consentire uno stato di levitazione stabile. Se si cerca di spostarlo, tornerà
sempre nella posizione memorizzata. I progetti di ricerca dimostrano questa particolare
caratteristica dei cuscinetti stabili e senza attrito, realizzabili senza una costosa tecnica di
misurazione e regolazione.
SupraLinearMotion: levitazione per superconduttività
SupraLinearMotion, un’altalena con un sedile per una sola persona, rende sperimentabile la
tecnologia dei super-conduttori ai visitatori dello stand Festo alla Fiera di Hannover. Per
realizzare la condizione di levitazione si raffredda il materiale superconduttore sul fondo
della slitta per mezzo di azoto liquido ad una temperatura costante compresa tra 63 e 77 gradi
Kelvin. Questo materiale viene poi posizionato ca. 15 mm sopra un binario, una semplice
guida in cui sono alloggiati magneti permanenti. Il materiale mantiene la posizione
prestabilita parallela al binario. Per muovere la slitta, si sbilancia l’altalena. Appena inizia il
movimento verso il basso e si inclina l’altalena, subentra la forza di gravità. Il passeggero
fluttua sull’altalena, sostenuto dalla superconduttività.
SupraHandling : movimento in piano senza attrito
Questo principio è stato applicato su una tavola X/Y per spostare oggetti su un piano. Due
attuatori applicati sotto la tavola inclinano la piastra base in direzione X e Y in modo
indipendente l’uno dall’altro. In questo modo gli attuatori mettono in moto due slitte in
sospensione sulle guide magnetiche, senza toccarle. Per la prima volta le slitte di una tavola
X/Y si muovono su cuscinetti superconduttori. Come avviene nella SupraLinearMotion, il
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superconduttore viene raffreddato passivamente mediante azoto liquido. La distanza e la
posizione rispetto alla guida magnetica vengono mantenute, permettendo la levitazione
stabile. Le possibilità di applicazione nel settore dell’automazione sono molteplici, per
esempio le caratteristiche come ‘assenza di rumorosità, di usura, e il mantenimento di una
distanza predefinita aprono nuovi orizzonti applicativi per la tecnica dell’automazione. La
sospensione controllata e il minimo consumo energetico consentono la manipolazione
delicata senza costi aggiuntivi.
SupraPicker : manipolazione in ambienti a tenuta ermetica
Il pannello SupraPicker mostra una pinza magnetica con cuscinetto superconduttore, che
consente – per la prima volta – la manipolazione a due fasi, la prima all’esterno e la seconda
all’interno di un ambiente sigillato ermeticamente. La pinza, in sospensione grazie alla
superconduttività, preleva una fialetta per forza magnetica, la trasferisce attraverso un
chiusino in un ambiente sigillato ermeticamente e la deposita nella posizione prestabilita.
Questo pannello espositivo illustra i vantaggi di un sistema di supporto senza attrito grazie
alla superconduttività, che permette nuove possibilità nel campo dell’handling. Una volta
mantenuto il campo magnetico, il magnete che effettua la presa e il superconduttore possono
essere fisicamente separati, per esempio da un pannello in plexiglas come in questo caso. In
questa applicazione, il materiale superconduttore viene attivamente raffreddato da una
piccola unità elettrica di raffreddamento, evitando così le unità ausiliarie di raffreddamento,
trasporto e stoccaggio dell’azoto liquido, e semplificando il potenziale uso industriale.
Ulteriori informazioni: www.festo.com/bionik
Articolo completo di foto: www.festo.com/presse
Contatti:
Julia Duwe, Responsabile della Corporate Communication – Technology
Mobil: 0162-2974340, Fax: 0711 / 347-54-4078, E-Mail: [email protected]
Foto:
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Didascalia:
Foto:
SupraLinearMotion: levitazione per superconduttività
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Didascalia:
SupraHandling – movimento in piano senza attrito
Foto:
Festo CC_T_08_13_SupraPicker_1.tif
Didascalia:
SupraPicker: manipolazione in ambienti a tenuta ermetica
Testi e foto sono scaricabili da www.festo.it … stampa