超導體在未來工業應用領域具有巨大潛力。它們可達成物體的零接觸懸浮和移動,能耗極低且懸浮無需封閉迴路控制技術。超導體的運作方式具有無塵、零磨損等特點,因此非常適合在極為潔淨的受保護環境中懸浮運輸物體,更可實現隔牆運輸。
超導體是具有獨特磁性的材料。如果將它們冷卻到一定溫度以下,則可以在內部儲存永磁體的磁場。這就產生了一種強而無形的聯軸器。使得磁體和超導體保持一定的距離,即使是隔牆、在液體中或真空中亦是如此。只要超導體保持在所謂的轉變溫度以下,其磁儲存器就會儲存磁體的指紋,藉以儲存它的位置,即使兩者是分開的。
眾所週知,已經有各種使用懸浮來移動物體的技術。然而,超導體為全新的運動過程開創了應用前景。超導體自動化模組可以設計成具有多種主動驅動器。這樣就能在沒有任何接觸的情況下,執行甚至是特殊的運動順序、抓取工作和不同儲存方式。最新的 SupraMotion 概念 SupraCube,透過分離超導體單元和電冷卻器,實現了長達兩小時的自主運作。
要保持實驗室過程無污染並非易事。試管或測量裝置等工作材料最容易帶來問題,這些材料在從外部被含進工作空間時可能會含入污染物。
Festo 展示了在無塵室內,一次性冷凍乾燥容器的全自動填充、無接觸移液和稱重。歸功於 SupraMotion 懸浮模組和用於實驗室應用的自動化產品組合,使用者能夠實現極高的清潔和清潔度標準。
SupraMotion 的非接觸式懸浮模組透過閘門將冷凍乾燥容器運送到指定的無塵室。通用、精巧的旋轉抓取模組 EHMD 開啟容器旋蓋,不受其螺紋距影響。隨後,容器被運送到下一個工作站,在那裡兩個 VTOE 滴定頭將液體填充到容器中。透過整合在輸送系統中的無接觸秤,可以在整個過程中始終精確控制填充量。
Festo 的這個方案展示了如何將創新的超導技術與生命科學領域的自動化解決方案相結合,形成一個滿足極高的潔淨和清潔度標準的過程安全的整體方案。以此應對實驗室自動化中最具挑戰性的問題。
SupraMotion 配備陶瓷材料製成的高溫超導體,可冷卻至 -210°C。目前使用的冷卻器,每個低溫恆溫器(冷卻槽)的功率需求不超過 40 W。歸功於此,運作成本大幅降低。從其本身來看,懸浮效應既不需要使用能源,也無需採用控制技術。
而且由於熱容量較高,即便斷電後,也能繼續運作一段時間。目前冷卻器的使用壽命在十年以上。
這種無接觸、無摩擦的超導體懸浮形式,為高科技產業中一些最具挑戰性的問題,提供了簡單而實用的解決方案—從半導體、電池、生物技術和製藥,到食品、醫療技術及實驗室自動化。將各種污染減少到最低限度,將有助於為清潔、健康和可持續的未來所需的高端技術和產品奠定基礎。
超導體在工業自動化領域的應用仍處於發展階段。然而,如今利用這種技術已經可以達成全新而且高效率的過程。
因此,我們正與合作夥伴和客戶一起專門研究可在試點專案中實施的應用理念。為什麼不再向前一步,和我們一起將超導體技術引入工業應用領域呢?