Au point près – technologie à membrane

Article du 24 octobre 2014 

Technologie à membrane – une disposition précise des fibres

La méthode consistant à renforcer des matières élastiques au moyen de fibres de différents matériaux et influencer ainsi leurs propriétés, existe depuis longtemps. C'est elle qui donne au pneu automobile par exemple sa stabilité et sa robustesse, au tuyau de jardin sa forme flexible et résistante.

Festo a perfectionné ce principe et se consacre depuis plusieurs années à la technologie à membrane. Elle a donné naissance au muscle pneumatique, un actionneur pneumatique qui reproduit le muscle biologique. Combinant flexibilité et stabilité, il peut être utilisé dans les applications les plus diverses de l'automatisation d'usine.

La technologie à membrane – une disposition précise des fibres

La disposition précise de fibres d'aramide extrêmement fines sur quelques millimètres d'un tuyau en caoutchouc donne à cette technologie son caractère exceptionnel. Selon la taille du muscle, ce sont jusqu'à 240 fibres qui sont insérées sur une épaisseur de cloison ne dépassant pas deux millimètres. Sur le modèle le plus petit, quelque 60 fibres sont réparties sur deux niveaux avec une épaisseur de cloison d'un millimètre. Malgré ce nombre élevé, les fibres ne se touchent à aucun endroit dans la membrane. Selon la disposition des fibres, les propriétés du muscle changent.

Bernd Lorenz, directeur de Membrane Technologies chez Festo, explique : « La disposition de chaque fibre est déterminée et contrôlée avec minutie – c'est absolument indispensable avec cette technologie. Nous pouvons ainsi influencer certaines propriétés, comme le mouvement de rotation ou de contraction du muscle. » Chaque fibre est très fine et sensible, son diamètre varie entre 0,1 et 0,3 millimètre selon la taille du muscle. Mais combinées au matériau élastique, elles sont extrêmement stables et extensibles. Les propriétés physiques et chimiques des matériaux utilisés jouent également un rôle important.

Le muscle pneumatique – l'interaction de différents matériaux

« Grâce à cette technologie de fabrication, explique Bernd Lorenz, Festo a développé avec le muscle pneumatique un actionneur pneumatique qui dispose de propriétés très particulières. » Le muscle est constitué d'un tuyau en caoutchouc avec une structure de fibre intégrée en losange. Grâce à la combinaison de matrice fibreuse et de caoutchouc, le muscle est très extensible et peut être étiré sur une longueur définie sans rompre. Hermétique, fonctionnant sans frottement ni à-coup, le muscle est extrêmement précis. Il est exempt de fuites et fournit plus de force que les actionneurs pneumatiques comparables de construction traditionnelle.

Domaines d’application polyvalents – Utilisation du muscle pneumatique

Le muscle pneumatique est déjà utilisé dans de nombreuses applications. Il a notamment fait ses preuves dans trois grands domaines d’application. Comme dispositif de serrage, par exemple pour fixer des plaques en bois, pour des secousses et des vibrations très rapides, par exemple dans la branche alimentaire pour répartir des produits de boulangerie sur une bande transporteuse, ou comme ressort pneumatique, par exemple dans un métier Jacquard.