Vind jouw plek bij DEMCON

Peter Rutgers’ summer challenge 2021

Peter Rutgers, een van de oprichters en hét technisch geweten van Demcon, daagt je uit om deel te nemen aan zijn Summer challenge! Houd jij ook zo van ingewikkelde vraagstukken? Word jij uitgedaagd door wiskundige regeltechniek en bezit jij mechanische creativiteit? Mooi, dan valt deze challenge precies in jouw straatje. Stuur jouw antwoord op onze Summer challenge in voor 10 september en maak kans op een tegoedbon van €200 bij bol.com. Eind september maken we de winnaar bekend. Veel succes en een fijne zomer!

Heb jij de oplossing? Stuur die dan naar challenge@demcon.com.

De opdracht

We hebben een zeer kleine lineaire actuator ontworpen die een klein pinnetje op en neer kan laten bewegen. De actuator heeft de volgende specificaties:

> Maximale slag: 1.5 mm
> Maximale snelheid: 1 mm/s in beide richtingen
> Maximale kracht tijdens beweging: 20 mN
> Maximale houdkracht tijdens stilstand: 1 N

Afmeting van het piëzo element: 2.5 x 2.5 x 0.5 mm3
Massa van de bewegende pin: 0.25 gram (massief wolfraam)

De aansturing wordt gedaan middels een enkellaagse piëzo, waar een asymmetrisch spanningsprofiel op wordt aangebracht. Het profiel is zo ontworpen dat de bewegende massa in één richting slipt omdat de acceleratiekracht de maximale wrijvingskracht van 1 N overschrijdt, terwijl de acceleratiekracht in de andere richting laag genoeg blijft om slip te voorkomen. Aangenomen mag worden dat alle mechanische resonantiefrequenties hoog genoeg zijn, zodat de onderdelen het bewegingsprofiel van de piëzo een-op-een volgen.

Specificaties van het piëzo materiaal:
> d33 = 265 pC/N (=pm/V)
> ε33 = 1100 (nodig om de elektrische capaciteit te berekenen)
> verliezen mogen verwaarloosd worden
> de maximale toegestane spanning is 400 V in beide richtingen

Ontwerp een geschikt spanningsprofiel en een energie-efficiënt elektrisch netwerk die dit spanningsprofiel kan realiseren, gevoed vanuit een 24 V gelijkspanningsbron.

Stuur jouw oplossing voor 10 september naar challenge@demcon.com. Veel succes!