A Eclore Actuators reinventa o cilindro  

Após se inspirar com estruturas espaciais despacháveis feitas usando técnicas de dobra de origami, uma forma natural de encontrar a melhor solução possível, o jovem engenheiro Pierre Gautier-Le Boulch projetou um atuador cujo principal componente é um conjunto de foles dobrados de elastômero. Esta inovação para economizar espaço oferece um design leve com pouquíssimas peças. Além disso, é totalmente reciclável e exige zero manutenção. Ele pode ser produzido em um número infinito de versões para suportar cargas desde alguns quilogramas até mais de 100 toneladas.  

Como parte da minha graduação na École des Mines de Saint-Etienne, fiz um estágio de seis meses sobre sistemas de propulsão espacial na Universidade Nacional de Seoul na Coreia do Sul. Descobri as técnicas de dobramento inspiradas em origami usadas para minimizar o peso e o tamanho das estruturas enviadas para o espaço, especialmente os braços que suportam velas solares. Ao mesmo tempo, percebi a sinergia entre todas as grandes universidades no mundo ao desenvolver atuadores com inspirações biológicas e tive a ideia de combinar os dois projetando um atuador com foles ativos que podem ser despachados como um origami, já que as dobras são uma solução ótima encontrada na natureza.

Os primeiros estudos técnicos sobre os processos de dobramento necessários foram conduzidos na École des Mines de Saint-Etienne durante seu projeto de último ano em 2019. Os resultados foram tão promissores que a Eclore Actuators foi criada em Nantes em novembro de 2019 e hospedada pela incubadora Nantes Créatic liderada por Nantes Métropole Aménagement com o propósito de finalizar os estudos de viabilidade. Desde então, a Eclore Actuators foi incorporada nas incubadoras da Atlanpole com o apoio do Ministério da Educação Superior, Inovação e Pesquisa (MESRI) da França e IMT Atlantique pelo desenvolvimento.  

Um núcleo de elastômero  

A principal parte de um cilindro da Eclore Actuators é um tubo de elastômero hexagonal que é simplesmente formado dobrando com base em um processo de fabricação proprietária (patentes internacionais pendentes).  

Usamos uma abordagem altamente empírica ao desenvolver esta técnica de dobramento, pois as dobras são muito difíceis de modelar. Então testamos diversos padrões e combinações, experimentando vários parâmetros de produção que envelhecemos artificialmente até chegarmos ao modelo atual capaz de suportar dois milhões de ciclos a seis bar sem quebrar.

Este tipo de cilindro oferece diversas vantagens, principalmente em termos de inércia e projeto de peso leve. Um cilindro convencional com um diâmetro de 50 mm e um comprimento de toque de 100 mm pesa entre 2 e 2,5 kg, enquanto que um cilindro da Eclore Actuators com a mesma capacidade é capaz de levantar 120 kg, pesando 400 g e oferecendo dimensões de duas a cinco vezes menor, além de oferecer uma inércia de baixíssimo nível, permitindo taxas de ciclo muito altas. Além disso, os foles podem operar em atuação dupla. A pressão positiva despacha os foles enquanto a pressão negativa comprime (ex.: usado para içar copos de sucção).  

Como os foles são justos por design e projetados inteiramente a partir do elastômero, eles são compatíveis com todos os tipos de fluidos, não apenas ar comprimido, mas também óleo hidráulico, água (sem peças corrosivas), glicol e muito mais.  

Em se tratando de manutenção, o número baixo de peças (foles, duas placas terminais e duas flanges para acoplar os foles nas placas com alguns parafusos) exclui todas as peças de desgaste, tanto para orientação quanto para estanquidade. Este design elimina qualquer necessidade de lubrificação entre as peças de metal de movimento, extremamente benéfico para aplicações alimentares e farmacêuticas, onde riscos de contaminação devem ser evitados Finalmente, o cilindro é feito de materiais inertes totalmente recicláveis.  

Os foles do cilindro também são flexíveis o suficiente para seguir caminhos não retilíneos. A diversidade de acessórios é projetada como um verdadeiro conjunto Meccano e permite que vários foles sejam combinados para satisfazer as cinéticas mais complexas. Além dos atuadores, os foles da Eclore Actuators também podem ser usados para criar amortecedores pneumáticos ou foles protetores simples.  

• De 100 a 100.000 daN  

  Sob uma pressão de 6 bar, os foles de 5 cm podem levantar 120 daN;
  foles de 10 cm = 480 daN; foles de 20 cm = 1.900 daN;
  foles de 40 cm = 7.700 daN; foles de 80 cm = 30.700 daN e foles de 160 cm = 123.000 daN. 

De 1 cm a 1 m 

As máquinas de produção que projetamos e fabricamos nos permitem produzir foles de comprimentos de até 1,5 m e diâmetros de 1 cm a 1 m, seja para finalidades de robótica ou de manuseio pesado. O primeiro mercado é de maquinarias especiais para as indústrias de fabricação, principalmente para logística e robótica. Na verdade, já fechamos uma parceria com a MGI Digital Technology para equipar os dispositivos de manuseio em suas impressoras de arte gráfica. Os primeiros testes em condições reais começarão no início de 2022 e a comercialização em larga escala começará no início de 2023.

A Eclore Actuators tem cinco funcionários, mas esse número deve mudar para 12 até o fim de 2022, com planos de conquistar uma força de trabalho de 15 pessoas em 2023. Os reforços ficarão disponíveis no escritório de projeto com engenheiros de pesquisa e desenvolvimento, bem como a fabricação e a montagem dos foles em uma oficina que aumentará de 80 para 400 m² até meio de 2022.  

A Eclore Actuators opera com equidade de sócios. Ela recebeu o status de nova empresa inovadora (JEI) e, portanto, foi subsidiada pela BPI. “No entanto, estamos lançando um esforço de arrecadação diluente de 1 milhão de euros para atender nossas necessidades até 2025. Durante esse período, queremos gerar uma renda de 2,5 milhões de euros“, conclui Pierre Gautier-Le Boulch.  

Para saber mais: https://eclore-actuators.com/