DE102008024492A1

DE102008024492A1 - Haftfuß mit thermoreversiblem Kleber und Verfahren zum Herstellen und Verwenden desselben

Info

Publication number: DE102008024492A1
Application number: DE102008024492A
Authority: DE
Inventors: Tao Troy Xie; Xingcheng Madison Heights Xiao; Ruomiao Warren Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: DE102008024492B4; US8236129B2; CN101531215B; CN101531215A; US20080289757A1

Abstract

Eine Ausführungsform sieht einen Haftfuß vor, der einen mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber mit einer Formgedächtnispolymerschicht und einer Trockenkleberschicht umfasst, die unter der Formgedächtnispolymerschicht liegt, wobei der mehrschichtige thermoreversible Kleber eine gekrümmte Oberfläche aufweist, wenn sich die Formgedächtnispolymerschicht unter ihrer Glasübergangstemperatur befindet und nicht von einer Belastung beeinflusst wird; und ein Mittel zum gleichmäßigen Aufbringen einer Belastung und/oder einer Trennkraft auf dem Umfang des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers umfasst, welches eine Feder umfasst.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der provisorischen US-Anmeldung Nr. 60/939 683, eingereicht am 23. Mai 2007.
Technisches Gebiet
Das Gebiet, auf das sich die Offenlegung allgemein bezieht, umfasst einen Fuß zum Anbringen an einem Gegenstand und Verfahren zum Herstellen und Verwenden desselben.
Hintergrund
Geckofußballen, die Nanohaarstrukturen daran aufweisen, sind Beispiele für intelligente Trockenkleber. Das Funktionsprinzip der Geckohaftung besteht darin, dass die Nanohaarstruktur es dem Fußballen erlaubt, einen maximalen Kontakt mit einer Gegenfläche herzustellen, unabhängig von ihrer Rauigkeit oder chemischen Zusammensetzung. Dies wird durch Nanohaare bewerkstelligt, die relativ lang sind und von dem Fußballen unter einem Winkel vorstehen, sodass benachbarte Nanohaare die Gegenfläche unabhängig von ihrer Topographie berühren können. Der maximale Kontakt lässt ferner die Akkumulation von Millionen von Van-der-Waals-Wechselwirkungen (im Bereich von Mikronewton) zwischen dem Geckofußballen und der Gegenfläche zu, was zu einer Gesamthaftkraft (Abziehkraft) von etwa 10 N/cm² führt. Wenn jedoch die Trennkraft in einem Abschälmodus verwendet wird, wird die vollständige Trennung erreicht, indem kleine Haftkräfte allmählich überwunden werden, die sehr kleinen Flächen entsprechen. Somit wird die Haftung einfach umgekehrt. Alles in allem liegt die Attraktivität der Geckohaftung in der Kombination des Haftvermögens (10 N/cm²), der Umkehrbarkeit und der Fähigkeit, sich an eine Vielfalt von Oberflächen im Hinblick auf sowohl die Oberflächenrauigkeit als auch -zusammensetzung anzupassen. Die obigen einzigartigen Merkmale der Geckohaftung haben wissenschaftliche Forschungsbemühungen angeregt, um synthetische, intelligente Trockenkleber herzustellen, die mithilfe desselben Prinzips arbeiten wie die Geckofüße. Bis jetzt zeigen die beiden besten synthetischen Geckokleber eine maximale Haftzugfestigkeit von 3 und 10 N/cm² gegenüber Glas. Beide Kleber besitzen den Nachteil eines deutlichen Haftungsverlusts nach nur einem oder zwei Haft/Trennzyklen infolge eines Bruchs der Nanostrukturen oder eines seitlichen Zusammenklappens der Nanostrukturen, wobei letztere die Verbindung von benachbarten Nanohaaren betrifft. Darüber hinaus sind typische synthetische Geckokleber kostspielig herzustellen und eine Großserienfertigung ist praktisch zu schwierig.
Zusammenfassung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
Eine Ausführungsform sieht einen Haftfuß vor, der einen mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber mit einer Formgedächtnispolymerschicht und einer Trockenkleberschicht umfasst, die unter der Formgedächtnispolymerschicht liegt, wobei der mehrschichtige thermoreversibie Kleber eine gekrümmte Oberfläche aufweist, wenn sich die Formgedächtnispolymerschicht unter ihrer Glasübergangstemperatur befindet und nicht von einer Belastung beeinflusst wird; und ein Mittel zum gleichmäßigen Aufbringen einer Belastung auf dem Umfang des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers umfasst, welches eine Feder umfasst.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der hierin nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, während sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung offenbaren, lediglich Illustrationszwecken dienen sollen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine Seitenansicht eines Haftfußes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Draufsicht eines Haftfußes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3A zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3B zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3C zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsform/en ist lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen in keiner Weise einschränken.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 1–2 umfasst eine Ausführungsform der Erfindung einen Haftfuß 10 zum Anbringen an einem anderen Gegenstand. Der Haftfuß 10 kann sich an einem Ende eines Roboterarms befinden und kann verwendet werden, um auf einer Vielfalt von Flächen wie z. B. einer Wand zu klettern. Alternativ kann der Haftfuß 10 verwendet werden, um einen Gegenstand an einem anderen Gegenstand anzubringen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf das Anbringen eines Roboterarms an einem Gegenstand, um den Gegenstand von einem Ort zu einem anderen zu bewegen.
Der Haftfuß 10 kann einen mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 mit einer Formgedächtnispolymerschicht 20 und einer Trockenkleberschicht 22, die unter der Formgedächtnispolymerschicht 20 liegt, umfassen. Eine Vielzahl von Federn oder Federklammern 12 kann an dem mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 angebracht sein, die derart aufgebaut und angeordnet ist, um an geeigneten Punkten eine Belastung auf den mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 aufzubringen. Der Haftfuß 10 kann eine beliebige geeignete Anzahl von Federn 12 aufweisen. In einer Ausführungsform kann der Haftfuß 10 vier Federn 12 umfassen. Die Federn oder Federklammern 12 können aus einem/r beliebigen Metall oder Metalllegierung zusammengesetzt sein.
In einer Ausführungsform können die Federn 12 durch Pressen an dem mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 angebracht werden. Die Federn 12 können über eine Brücke 14 miteinander verbunden sein, die ebenfalls eine Feder- oder elastische Eigenschaft besitzt. Die Brücke 14 kann aus einem beliebigen geeigneten Material zusammengesetzt sein. In einer Ausführungsform kann jedes Paar Federn 12 über eine Drücke 14 miteinander verbunden sein. Eine Stange 16 kann an einer zentrale Stelle mit der Brücke 14 verbunden sein, um eine Kraft gleichmäßig über dem Umfang des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers 18 durch die Brücke 14 und die angebrachten Federn 12 aufzubringen. Die Stange 16 kann aus einem beliebigen geeigneten Material zusammengesetzt sein. In einer Ausführungsform kann die Stange 16 alle Brücken 14 verbinden. Heizelemente 26 können an den Federn 12 vorgesehen sein oder ein Widerstandsheizelement kann über zumindest einem Abschnitt des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers 18 liegen, um denselben wie gewünscht zu erwärmen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Erwärmen durch Induktionsheizung oder durch Drähte in der Formgedächtnispolymerschicht 20 bewerkstelligt werden.
Der mehrschichtige thermoreversible Kleber 18, insbesondere die Kleberschicht 22 davon, kann eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, wenn sich die Formgedächtnispolymerschicht 20 bei einer Temperatur unter der Glasübergangstemperatur (T_g) davon befindet und nicht belastet ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die T_g der Formgedächtnispolymerschicht 20 25°C bis 200°C betragen.
In einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Bilden einer Verbindung mit einem Substrat oder einer Wand 28 vorgesehen, wie in den 3A–3C gezeigt. 3A zeigt den Haftfuß 10 mit dem mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 über der Wand 28 positioniert. Der mehrschichtige thermoreversible Kleber 18 wird auf eine Temperatur über der T_g des Formgedächtnispolymers 20 erwärmt. Eine Kraft wird durch die Stange 16 auf alle Federklammern 12 aufgebracht und verteilt, die eine gleichmäßige Belastung auf dem Umfang des thermoreversiblen Klebers 18 bereitstellt, um eine maximale Verbindung sicherzustellen. 3B zeigt den Haftfuß 10 mit dem mit der Wand 28 verbundenen mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18. Um den mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 von der Wand 28 zu trennen, wird er wieder über die T_g des Formgedächtnispolymers 20 erwärmt, wobei keine Belastung von den Federn 12 ausgeübt wird. Eine Abschälkraft kann von den Federn 12 ausgeübt werden. Das Oberflächenprofil wird zu seiner ursprünglichen natürlichen Krümmung zurückkehren, wie in 3C gezeigt, und die Haftungsumkehr wird erreicht werden.
Somit ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine gekrümmte Struktur vorgesehen, die aus einer Trockenkleberschicht 22 und einer Schicht aus einem Formgedächtnispolymer 20 besteht. Durch Erwärmen auf eine Temperatur, die höher ist als die T_g des Formgedächtnispolymers und Auferlegen einer Belastung, während sie auf eine Temperatur unter der T_g abgekühlt wird, bildet die doppelschichtige Struktur eine starke Klebeverbindung mit einem Substrat wie z. B. einem Edelstahlsubstrat mit einer Abziehkraft von mehr als 60 N/cm², ist jedoch nicht darauf beschränkt Die starke Verbindung kann automatisch gelöst werden, indem die gekrümmte Struktur auf eine Temperatur über der T_g des Formgedächtnispolymers erwärmt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Roboter, der den Haftfuß 10 mit dem mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 auf der Spitze eines Roboterarms oder -beins aufweist. Ein Heiz- und/oder Kühldraht kann in dem Roboterarm vorgesehen und eingebettet oder lediglich an dem Trockenkleber angebracht sein. Um ein Teil aufzuheben kann der mehrschichtige thermoreversible Kleber 18 durch einen kurzen elektrischen Strom erwärmt und dann gegen das vorgesehene Teil gepresst werden, um einen Kontakt herzustellen. Der mehrschichtige thermoreversible Kleber 18 kann entweder durch natürliches Abkühlen oder Verwendung eines Kühldrahtes abgekühlt werden. Dies bewirkt, dass sich eine starke Klebeverbindung mit einer Abziehkraft von ca. 60 N/cm² bildet, die jedoch je nach Teil variieren kann. Der Roboterarm kann gesteuert werden, um das Teil zu einem Zielort zu tragen. Das Teil kann freigegeben werden, indem der Trockenkleber unter Verwendung von elektrischem Strom wieder erwähnt wird. In einer Ausführungsform erfordert die Trennung lediglich eine geringe Kraft von 0,5 N/cm².
In einer weiteren Ausführungsform kann eine thermoelektrische Peltier-Vorrichtung, die zum Heizen und Kühlen in der Lage ist, verwendet werden, um den thermoreversiblen Trockenkleber zu erwärmen und abzukühlen. Die Peltier-Vorrichtung kann einen PN-Übergang umfassen und kann derart aufgebaut und angeordnet sein, dass Strom, der durch den PN-Übergang in einer Richtung fließt, bewirkt, dass sich die Vorrichtung auf einer Seite davon erwärmt, und Strom, der durch den PN-Übergang in der entgegengesetzten Richtung fließt, bewirkt, dass eine Seite davon die Vorrichtung kühlt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst Bewegungs- oder Klettervorrichtungen, die mehr als ein/en bewegbaren Arm oder Bein mit dem Haftfuß 10 mit dem mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18 daran verwenden. Ein Mittel zum Erwärmen und/oder Abkühlen des thermoreversiblen Trockenklebers 18 wie z. B. ein Heizdraht oder Kühldraht oder eine Peltier-Vorrichtung, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, kann vorgesehen sein. Um den Arm oder das Bein an einer Zielgegenfläche (z. B. einer Wand) anzubringen, kann der Trockenkleber durch einen kurzen elektrischen Strom durch den Heizdraht erwärmt werden und der Kleber wird in Kontakt mit der Wand gebracht. Der Kleber wird durch natürliches Abkühlen oder Verwendung des Kühldrahtes oder der Peltier-Vorrichtung abgekühlt, um eine starke Verbindung mit der Wand zu bilden. Um den Arm oder das Bein von der Wand zu trennen, wird der Trockenkleber wieder erwärmt und eine relativ kleine Abzieh- oder Abschälkraft wird aufgebracht.
Damit die gesamte Vorrichtung klettert, sind einige Schritte involviert. In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zwei Arme besitzen. Der erste Arm wird von der Wand getrennt, wobei der zweite Arm an der Wand angebracht ist. Der erste Arm wird an eine neue Stelle bewegt und an der Wand angebracht. Der zweite Arm wird von der Wand getrennt und an der Wand nach oben bewegt und angebracht. Der erste Arm wird getrennt und an der Wand hinauf bewegt und angebracht. Der Vorgang wird wiederholt, sodass die Vorrichtung an der Wand klettert.
Die Kleberschicht kann eine kontinuierliche Kontaktfläche bereitstellen, oder die Kleberschicht kann eine Vielzahl von beabstandeten Finger aufweisen, die jeweils eine relativ kleine Kontaktfläche bereitstellen, sodass die Gesamtkontaktfläche der Kleberschicht nicht kontinuierlich ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren, das die Schritte umfasst, dass ein Haftfuß 10 mit dem mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber 18, der bei Raumtemperatur eine gekrümmte Struktur aufweist, erwärmt wird und eine Belastung auf den Kleber aufgebracht wird, sodass der Kleber an einem darunterliegenden Substrat haftet, sodass der haftende Kleber eine Abziehkraft von mehr als 10 N/cm² aufweist, und danach der Kleber getrennt wird, indem der Kleber auf eine Temperatur über einer Glasübergangstemperatur der Formgedächtnispolymerschicht erwärmt wird, um zu bewirken, dass der Kleber zu einer gekrümmten Struktur zurückkehrt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Trockenkleberschicht ein Epoxid-Elastomer-Trockenkleber sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Formgedächtnispolymer ein Epoxid-Formgedächtnispolymer sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Komponenten des Trockenklebers oder die Komponenten des Formgedächtnispolymers ein starres Epoxid und ein flexibles Epoxid umfassen. Der Bereich der möglichen Vernetzungschemie, die verwendet werden kann, um einen Trockenkleber oder ein Formgedächtnispolymer herzustellen, kann Alpha, Omega-Diaminoalkane-, organische Polycarbonsäure-, Anhydrid- oder katalytische (imidazolartige) Vernetzungsreaktionen umfassen. Es gibt viele verschiedene Arten, die geeigneten Beziehungen zwischen den molekularen Eigenschaften zu erzielen. Zum Beispiel können die Trockenkleber oder Formgedächtnispolymere ein starres Epoxid, einen Epoxid-Extender und ein Vernetzungsmittel; oder ein starres Epoxid, ein flexibles Vernetzungsmittel und ein flexibles Epoxid; oder ein starres Epoxid, ein starres Vernetzungsmittel und ein flexibles Epoxid; oder ein starres Epoxid, ein flexibles Epoxid und einen katalytischen Härter; oder ein starres Epoxid, ein Vernetzungsmittel und ein Verdünnungsmittel; oder ein flexibles Epoxid, ein Vernetzungsmittel und ein Verdünnungsmittel; oder ein starres Epoxid und ein flexibles Vernetzungsmittel; oder ein flexibles Epoxid und einen katalytischen Härter; oder ein flexibles Epoxid und ein Vernetzungsmittel umfassen; und wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, der Epoxid-Extender eine Epoxidgruppe aufweist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist und das Verdünnungsmittel ein Monoamin oder eine Monocarbonsäure ist. In verschiedenen Ausführungsformen fördert der katalytische Härter (oder das katalytische Härten) die Epoxid/Epoxid- oder Epoxid/Hydroxyl-Reaktionen. Der katalytische Härter kann tertiäre Amine, Aminsalze, Bortrifluorid-Komplexe oder Aminborate umfassen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform können die Komponenten des Trockenklebers in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um beim Aushärten der Zusammensetzung einen Trockenkleber mit einer Glasübergangstemperatur (T_g) von –90°C bis 200°C und mit einer Abziehfestigkeit von 1–200 N/cm² von einem Substrat vorzusehen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Trockenkleber eine Glasübergangstemperatur von –90°C bis 25°C aufweisen. In einer Ausführungsform können die Komponenten der Formgedächtnispolymerzusammensetzung in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um beim Aushärten der Zusammensetzung ein Epoxid-Formgedächtnispolymer vorzusehen, das eine Änderung des Speichermoduls von 2 bis 3 Größenordnungen vor und nach seinem Glasübergang aufweist.
Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst einen mehrschichtigen thermoreversiblen Trockenkleber mit einer ersten Schicht, die aus einem aromatischen Diepoxid (starres Epoxid), einem aliphatischen Diepoxid (flexibles Epoxid) und einem Diamin-Härter hergestellt ist, und einer zweiten Schicht, die aus einem aliphatischen Diepoxid und einem Amin hergestellt ist. In einer Ausführungsform weist der thermoreversible Trockenkleber eine gekrümmte Struktur auf.
Zahlreiche Formgedächtnispolymere können in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel wird, ausgehend von einem typischen aromatischen Diepoxid/Diaminsystem mit einer T_g von etwa 90°C, die aromatische Epoxidkomponente systematisch durch ein aliphatisches Diepoxid ersetzt, um eine Reihe von Epoxid-Formgedächtnispolymeren mit T_gs im Bereich von 3°C bis 90°C zu erzielen. Als solches kann ein Formgedächtnispolymer zur Verwendung mit einem Trockenkleber nach Wunsch für eine bestimmte Anwendung, die innerhalb bestimmter Temperaturbereiche bedient wird, maßgeschneidert werden.
Einige Ausführungsformen beziehen sich auf einen mehrschichtigen Epoxid-Trockenkleber. Es sollte einzusehen sein, dass mehr als zwei Schichten verwendet werden können. Es können zum Beispiel zwei oder mehr Schichten der Formgedächtnispolymerschicht vorhanden sein, die in einer Seite-an-Seite-Beziehung oder einer übereinanderliegenden Beziehung stehen können. Ebenso können zwei oder mehr Trockenkleberschichten in einer Seite-an-Seite-Beziehung oder einer übereinanderliegenden Beziehung stehen. Als solches kann eine Vorrichtung mit kundenspezifischen oder maßgeschneiderten Eigenschaften hergestellt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen, thermoreversiblen Trockenklebers, umfassend, dass 3,6 g EPON 826 (der Diglycidylether des Bisphenol-A-Epoximonomers) auf der Basis von Bisphenol A) auf etwa 75°C erwärmt wird und dieses mit 2,16 g Neopentyl-Glykoldiglycidylether (NGDE) und 2,3 g Jeffamine D-230, welches der Härter Poly(propylenglykol)-bis(2-aminopropylether) ist, gemischt wird. Jeffamine D-230 ist ein Polyetheramin, das ein difunktionales primäres Amin mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 230 ist. Die primären Amingruppen sind an sekundären Kohlenstoffen am Ende der aliphatischen Polyetherkette angeordnet. Jeffamine ist von Huntsman erhältlich.
Das Gemisch wurde dann in eine Aluminiumpfanne gegossen und in einem Ofen bei etwa 100°C 1,5 Stunden lang ausgehärtet. Dann wurde ein Gemisch aus 2,16 g NGDE und 1,15 g eines Amins wie z. B. Jeffamine D-230 in die Aluminiumpfanne oben auf die erste ausgehärtete Epoxidschicht gegossen und 1,5 Stunden lang bei 100°C ausgehärtet. In einem dritten Schritt wurde die Ofentemperatur für ein Nachhärten etwa eine Stunde lang auf 130°C erhöht. Am Ende des Nachhärtens wurde das ausgehärtete zweischichtige Epoxid aus der Form genommen. Ein Doppelschichtepoxid wurde erhalten, wobei die erste Schicht eine Dicke von etwa 2 mm aufwies und als ein Formgedächtnispolymer mit einem Glasübergang von etwa 45°C und eine zweite Schicht als ein Trockenkleber mit einer Dicke von etwa 1 mm fungierte. Die erzielte doppelschichtige Epoxidstruktur wies eine leicht gekrümmte Struktur auf Grund der thermischen Fehlausrichtung zwischen der ersten und der zweiten Schicht aus. Dies Krümmung kann auch durch speziell konstruierte Formen zum Erzielen der gekrümmten Struktur erzeugt werden.
Die obige Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung ist lediglich von beispielhafter Natur und Abwandlungen davon sind daher nicht als Abweichung von dem Geist und Umfang der Erfindung zu betrachten.

Claims

Produkt, das umfasst: einen Haftfuß, der umfasst: einen mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber mit einer Formgedächtnispolymerschicht und einer Trockenkleberschicht, die unter der Formgedächtnispolymerschicht liegt, wobei der mehrschichtige thermoreversible Kleber eine gekrümmte Oberfläche aufweist, wenn sich die Formgedächtnispolymerschicht unter ihrer Glasübergangstemperatur befindet und nicht von einer Belastung beeinflusst wird; und ein Mittel zum gleichmäßigen Aufbringen einer Belastung auf einem Umfang des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers, welches eine Feder umfasst.
Produkt nach Anspruch 1, ferner umfassend zumindest eine weitere Feder und eine Brücke, die die Federn verbindet, um eine gleichmäßige Belastung auf den Umfang des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers aufzubringen.
Produkt nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Stange, die mit der Brücke verbunden ist, um eine Belastung auf die Brücke aufzubringen.
Produkt nach Anspruch 1, wobei die Feder in den mehrschichtigen thermoreversiblen Kleber gepresst ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei die Feder ein Heizelement umfasst.
Produkt nach Anspruch 1, wobei die Trockenkleberschicht umfasst: zumindest eines von einem starren Epoxid oder einem flexiblen Epoxid; und zumindest eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Härter; wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Produkt nach Anspruch 1, wobei die Formgedächtnispolymerschicht umfasst: zumindest eines von einem starren Epoxid oder einem flexiblen Epoxid; und zumindest eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Härter; wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Mechanischer Aufbau einer Vorrichtung, die die Formwiederherstellung eines mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers nicht einschränkt, worauf das Beruhen auf seiner Haftungsumkehrbarkeit basiert.
Verfahren zum Bewegen eines Gegenstandes, umfassend die Schritte, dass: ein Roboter vorgesehen wird, der einen Roboterarm mit einem Haftfuß mit thermoreversiblen Trockenkleber daran und ein Mittel zum Aufbringen einer Belastung auf den thermoreversiblen Trockenkleber mit einer Feder aufweist, der Trockenkleber erwärmt wird und der Kleber gegen das vorgesehene Teil gepresst wird, um einen Kontakt herzustellen, und der Kleber abgekühlt wird, sodass eine starke Klebeverbindung gebildet wird, die eine Abziehkraft von mehr als 10 N/cm² aufweist, der Roboterarm gesteuert wird, um das Teil zu einem Zielort zu tragen, und das Teil freigegeben wird, umfassend den Schritt, dass der Trockenkleber wieder erwärmt wird und eine Kraft von nicht mehr als 0,5 N/m² verwendet wird, um den Roboterarm von dem Teil zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Haftfuß ferner zumindest eine weitere Feder und eine Brücke umfasst, die die Federn verbindet, um eine gleichmäßige Belastung auf den Umfang des mehrschichtigen thermoreversiblen Klebers aufzubringen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Haftfuß ferner eine Stange umfasst, die mit der Brücke verbunden ist, um eine Belastung auf die Brücke aufzubringen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der thermoreversible Kleber eine Formgedächtnispolymerschicht und eine Trockenkleberschicht umfasst, die über der Formgedächtnispolymerschicht liegt, und wobei die Formgedächtnispolymerschicht und die Trockenkleberschicht eine gekrümmte Struktur aufweisen, wenn sich die Formgedächt nispolymerschicht unter ihrer Glasübergangstemperatur befindet, und ohne dass eine Belastung auf sie aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Formgedächtnispolymerschicht umfasst: zumindest eines von einem starren Epoxid oder einem flexiblen Epoxid; und zumindest eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Härter; wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Trockenkleberschicht umfasst: zumindest eines von einem starren Epoxid oder einem flexiblen Epoxid; und zumindest eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Härter; wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Verfahren, umfassend die Schritte, dass: eine Klettervorrichtung vorgesehen wird, die zumindest ein/en bewegbaren/s Arm oder Bein und einen daran angebrachten Haftfuß mit einem thermoreversiblen Trockenkleber mit einer Formgedächtnispolymerschicht und einer Trockenkleberschicht über der Formgedächtnispolymerschicht, ein Mittel zum Erwärmen und Abkühlen des thermoreversiblen Trockenklebers und ein Mittel zum Aufbringen eines Drucks auf den thermoreversiblen Trockenkleber umfasst, welches eine Feder umfasst; der thermoreversible Trockenkleber erwärmt wird, sodass sich das Formgedächtnispolymer bei einer Temperatur befindet, die über seiner Glasübergangstemperatur liegt, und der Haftfuß auf einer Wand angeordnet wird und Druck auf den thermoreversiblen Trockenkleber über die Feder aufgebracht wird und der thermoreversible Trockenkleber abgekühlt wird, sodass der Haftfuß an der Wand haftet; und der Fuß von der Wand getrennt wird, umfassen den Schritt, dass die thermoreversible Trockenkleberschicht erwärmt wird und eine relativ geringe Abziehkraft oder Abschälkraft aufgebracht wird, um den Fuß von der Wand zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Formgedächtnispolymerschicht und die darüberliegende Trockenkleberschicht jeweils eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, wenn sich die Formgedächtnispolymerschicht in einer ursprünglichen Form bei einer Temperatur unter ihrer Glasübergangstemperatur befindet, und ohne dass eine Belastung auf sie aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Formgedächtnispolymerschicht umfasst: zumindest eines von einem starren Epoxid oder einem flexiblen Epoxid; und zumindest eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Härter; wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Trockenkleberschicht umfasst: zumindest eines von einem starren Epoxid oder einem flexiblen Epoxid; und zumindest eines von einem Vernetzungsmittel oder einem katalytischen Härter; wobei das starre Epoxid ein aromatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist, das flexible Epoxid ein aliphatisches Epoxid mit mindestens zwei Epoxidgruppen ist und das Vernetzungsmittel eines von einem Polyamin, einer organischen Polycarbonsäure oder einem Anhydrid ist.