Eclore Actuators reinventa il pistone

Ispirandosi alle strutture spaziali dispiegabili basate sugli origami, e alla piegatura, che è una soluzione ottimale che possiamo ritrovare in natura, il giovane ingegnere Pierre Gautier-Le Boulch ha progettato un attuatore il cui elemento principale è un soffietto ripiegato in elastomero. Si tratta di un elemento decisamente innovativo, leggero, dall’ingombro ridotto, con poche parti, completamente riciclabile e che non necessita di manutenzione; può declinarsi all’infinito per sopportare carichi che vanno da qualche chilogrammo a più di cento tonnellate.  

Nel corso dei miei studi presso l’Ecole des Mines de Saint-Etienne, ho fatto uno tirocinio di 6 mesi sul tema della propulsione spaziale alla Seoul National University in Corea. Qui ho scoperto i metodi di piegatura ispirati all’arte degli origami per ridurre al minimo il peso e l’ingombro delle strutture inviate nello spazio, soprattutto per quanto riguarda i bracci che sostengono le vele di propulsione solari. Al contempo, ho potuto osservare una sinergia tra tutte le grandi università del mondo mirata allo sviluppo di attuatori bio-ispirati. Da qui l’idea di combinare le due cose, progettando un attuatore dotato di un soffietto attivo capace di dispiegarsi come un origami. La piegatura è una soluzione ottimale che ritroviamo anche in natura

I primi studi tecnici sui metodi di piegatura necessari sono stati compiuti presso l’École des Mines de Saint-Etienne nel corso del suo progetto di tesi nel 2019. I risultati erano molto promettenti. Per questo motivo, nel novembre 2019 fu creata a Nantes la società Eclore Actuators, ospitata dall’incubatore di imprese Nantes Créatic di Nantes Métropole Aménagement, con l’intento di portare a termine gli studi di fattibilità. Oggi, Eclore Actuators è integrata all’interno degli incubatori Atlanpole con una certificazione MESRI e IMT Atlantique, che l’accompagna nel suo sviluppo.  

Un cuore di elastomero  

L’elemento principale dei pistoni di Eclore Actuators è un tubo esagonale in elastomero, che viene messo in forma tramite semplice piegatura, grazie a un processo di fabbricazione esclusivo protetto da brevetti in fase di internazionalizzazione.  

Abbiamo lavorato in modo estremamente empirico per mettere a punto questa metodologia di piegatura, in quanto è molto difficile eseguire la modellazione delle pieghe. Abbiamo quindi provato vari motivi e combinazioni, giocando con numerosi parametri di produzione, che abbiamo poi fatto invecchiare artificialmente fino ad arrivare oggi a una tenuta continua con una pressione di 6 bar superiore a 2 milioni di cicli

Questo tipo di pistone presenta molti vantaggi, già in termini di leggerezza e inerzia. Un pistone classico di 50 mm di diametro per 100 mm di corsa ha un peso compreso tra 2 e 2,5 kg, mentre un pistone Eclore Actuators di pari capacità, in grado di sollevare 120 kg, ha un peso di 400 g e un ingombro da 2 a 5 volte inferiore, oltre a un’inerzia bassissima, cosa che consente cicli a ritmi altissimi. Inoltre, il soffietto può funzionare in modalità doppio effetto: la pressione ne garantisce la distensione, mentre la depressione, utilizzata ad esempio per le ventose di movimentazione, ne assicura la ritrazione.  

Essendo il soffietto impermeabile per struttura e realizzato interamente in elastomero, accetta vari tipi di fluidi, tra cui ovviamente l’aria compressa ma anche l’olio idraulico, l’acqua (grazie all’assenza di parti soggette a corrosione), il glicole e altri.  

In termini di manutenzione, il numero estremamente ridotto di componenti (un soffietto, due piastre terminali e due flange che fissano il soffietto nella parte superiore con qualche vite) esclude l’usura delle parti, sia per la guida che per l’impermeabilità. In questo modo, si elimina la necessità di lubrificazione tra le parti metalliche in movimento, un aspetto particolarmente utile in alcune applicazioni del settore agroalimentare o farmaceutico, in cui occorre evitare qualsiasi rischio di contaminazione. Infine, questo pistone è fatto con materiali inerti completamente riciclabili.  

La flessibilità del soffietto del pistone, inoltre, gli consente di seguire delle traiettorie non rettilinee, come i movimenti di cerniera su un angolo di 90°. Concepito come un vero e proprio meccano, la gamma di accessori consente di soddisfare le cinematiche più complesse, grazie alla combinazione di più soffietti. Per finire, oltre agli attuatori, i soffietti di Eclore Actuators sono utilizzabili anche per realizzare ammortizzatori pneumatici o semplici soffietti di protezione.  

• Da 100 a 100.000 daN  

  A una pressione di 6 bar, un soffietto di 5 cm solleva 120 daN;
  uno di 10 cm 480 daN; uno di 20 cm 1900 daN;
  uno di 40 cm 7700 daN; uno di 80 cm 30.700 daN e uno di 160 cm 123.000 daN. 

Da 1 cm a 1 m 

Le macchine di produzione, che abbiamo progettato e fabbricato, ci permettono di produrre soffietti fino a 1,5 m di lunghezza e da 1 cm a 1 m di diametro, a seconda che si tratti di applicazioni per la robotica o per la movimentazione pesante. Il primo mercato target è quello delle macchine speciali per le industrie del settore manifatturiero, per la logistica o la robotica. Abbiamo d’altronde già firmato un accordo di partenariato con MGI Digital Technology per dotare le periferiche di movimentazione delle sue stampanti destinate alle arti grafiche. I primi test in condizioni reali cominceranno dunque all’inizio del 2022, mentre l’inizio della commercializzazione in serie è previsto per il 2023

Eclore Actuators conta attualmente 5 dipendenti, ma dovrebbe arrivare a 12 persone entro la fine del 2022 e punta ad ampliare l’organico anche nel 2023, arrivando a 15 dipendenti. Questi rinforzi riguardano sia il reparto tecnico con ingegneri che si occupano di ricerca e sviluppo, sia la produzione per la fabbricazione dei soffietti e l’assemblaggio finale in uno stabilimento che passerà da 80 a 400 m² a metà del 2022.  

Eclore Actuators opera con fondi propri e ha ottenuto lo stato di JEI (Jeune Entreprise Innovante, giovane impresa innovativa) e segue pertanto il percorso di finanziamento della BPI. “Ma stiamo per lanciare una raccolta fondi di 1 M€ come diluizione per sopperire alle nostre esigenze fino al 2025. Periodo in cui puntiamo a raggiungere un fatturato di 2,5 M€” conclude Pierre Gautier-Le Boulch.  

Per maggiori informazioni: https://eclore-actuators.com/