Budućnost u primeni tehnologije superprovodnika – Iznad svega

Superprovodnička tehnologija ima ogroman potencijal. Ali, šta to znači za automatiku i kako se ona može iskoristiti u industrijskoj proizvodnji. Tri “Koncepta budućnosti” koje je Festo razvio pružaju fascinantan uvid u potencijalnu primenu superprovodnika.

Superprovodnici se već 30 godina koriste za prenošenje elektriciteta na velikim udaljenostima i ta se tehnologija uspešno koristi u svetu medicine kod homografije magnetne-rezonance. Festo namerava da prouči mogućnost korišćenja superprovodnika u automatizaciji koristeći njihove izuzetne osobine. Na temperaturama nižim od granične temperature, superprovodnici provode električnu struju bez otpora i mogu “zamrznuti” magnetno polje stalnog magneta na željenoj udaljenosti. Ovaj fenomen se može prikazati stavljanjem komada drveta ili stiropora između magneta i superprovodnika. Kada ohladite superprovodnik na temperaturu nižu od kritične temperature i uklonite komad koji ste umetnuli između njih, magnet će nastaviti da levitira nad superprovodnikom u stabilnom stanju.

Ova tehnologija otvara mogućnosti za nova, efikasna rešenja za proizvodne procese u budućnosti. Upotreba beskontaktnih i energetski efikasnih, levitirajućih pozicionih sistema je od posebnog interesa za proizvodnju. Festo je na sajmu u Hanoveru 2013. godine ukazao na tri pravca u istraživanju upotrebe superprovodničke tehnologije u automatizaciji. Demonstrirano je levitirajuće pozicioniranje i pomeranje tereta bez trenja kao i rukovanje objektima u potpuno izolovanoj prostoriji. Ove godine na sajmu u Hanoveru, demonstrirana su tri nova koncepta budućnosti: SupraHandling 2.0, SupraShuttle i SupraChanger, kojima je prikazana upotreba superprovodnika u automatizaciji.

“Cool” pokreti
Sa SupraHandling 2.0 Festo je prikazao klizanje objekta sa tri kriostata i superprovodnicima iznad dve magnetne šine. Kriostati su rashladni rezervoari koji mogu održati veoma nisku temperaturu korišćenjem električnog hladnjaka. Klizeća jedinica je magnetima uparena sa Festo električnom osom  EGC što joj omogućava precizno linearno pomeranje. U isto vreme, ceo sistem sa dve magnetne šine, EGC osama i klizačkom jedinicom može se rotirati oko svoje longitudinalne ose, pa se klizač može kretati po zidu ili podići iznad. Energija za rad kriostata se prenosi beskontaktno.  Klizačka jedinica može transportovati mali plastični predmet na sebi. Sistem za kontrolu i nadzor je dizajniran fleksibilno. Čak i kada transportni klizač promeni položaj, on uvek ostaje vertikalan sa otvorom okrenutim na gore. Ukoliko bi se prenosio i otvoreni kontejner, sadržaj mu se ne bi prosuo pri transportu.

Pored pokretanja u svim pravcima u prostoru, SupraHandling 2.0 demonstrira transport bez gubitaka usled trenja. Konstantno hlađenje sistema superprovodnika zahteva samo 36W za sva tri kriostata. Ovo napajanje se takođe prenosi beskontaktno. Šine se lako čiste zahvaljujući glatkom površinskom sloju od nerđajućeg čelika. Zbog toga sistem se može koristiti gde god je neophodno obezbediti “ uređaje u čistoj izvedbi ”  visok stepen higijene i lako čišćenje, kao što je slučaj u prehrambenoj, hemijskoj i farmaceutskoj industriji.

Beskontaktni transport
SupraShuttle ilustruje kako se lebdeći objekat može pomerati u svim pravcima zahvaljujući superprovodnicima. Na ovoj postavci, kriostatima se aktivno upravlja između dva EGC postolja. Na taj način permanentni magnet koji lebdi iznad superprovodnika može da se zarotira iz horizontalne u vertikalnu poziciju bez dodirivanja tla ili mehaničkog dodira. Objekti koje je potrebno transportovati mogu se montirati na magnet. SupraShuttle takođe demonstrira kako se lebdeći objekti mogu pokretati u hermetički zatvorenoj prostoriji. Za tu namenu, kupola napravljena od pleksiglasa se postavlja preko magnetne baze i formira zatvoren prostor oko njega, kome nisu potrebne nikakve brave, šine ili sistemi za vođenje.

Kontrolisana rotacija
Kod SupraChanger-a, superprovodničkim modulom u obliku prstena je preko magnetne spojke vezan sa EMMS-AS step motorom i postavljen ispod radnog stola. Na stolu se nalaze tri različite stanice, od kojih svaka ima rotacionu aplikaciju: jedna je centrifuga, jedna mikser i kod jedne imamo lebdeću pločicu sa oznakama. Svaka od stanica ima i magnetni disk, čija visina levitiranja je “zamrznuta” iznad aktivno hlađenog superprovodničkog modula.

Cela radna ploča ima mogućnost rotacije od 120 °C, tako da je u jednom trenutku uvek jedna od tri aplikacije iznad superprovodničkog modula. Čim se stanica nađe iznad modula, disk registruje poziciju na superprovodniku i počinje da levitira. Korišćenjem magnetne spojke ispod ploče, step motor počinje da okreće magnetni disk i aktivna aplikacija počinje da rotira. Prvi put se rotaciono kretanje prebacuje na magnet koji lebdi ujednačeno zahvaljujući superprovodnicima. Rotaciono kretanje magnetnih diskova se može izvesti sa veoma malo energije, jer u sistemu nema gubitaka usled trenja.