Lösungen für die Industrie
Campanile gelang es inzwischen, diverse Industriepartner aus Medizinaltechnik und Robotik vom Vorteil der innovativen Materialsysteme zu überzeugen. Er entwickelte mit ihnen verschiedene Lösungen für Instrumente und Werkzeuge, die «aus einem Guss» sind und damit konventionelle Werkzeuge mit Gelenken und Scharnieren übertreffen. Denn diese müssen aufwändig zusammengesetzt und dann kostspielig gewartet werden.

Nachgiebige Systeme aus Materialien wie Kunststoff, Metall und Faserverbundwerkstoffe sind so konstruiert, dass sie Kraft ohne Gelenke übertragen. Sie verformen sich nicht, weil starre Elemente aufeinander gleiten oder rollen, sondern weil sich das Material elastisch verformt. Dadurch verschleissen die Instrumente weniger.

Ein von Campaniles Team entwickelter Robotergreifarm besteht nur noch aus drei anstatt 32 Teilen, er ist 60 Prozent leichter als ein traditioneller Greifarm und kostet an die 98 Prozent weniger in der Produktion. «Diese Zahlen müssten auch Autobauer und Bauingenieure aufhorchen lassen, die bis jetzt kaum nachgiebige Strukturen verwenden», so Campanile.

Aus intelligenten, nachgiebigen Materialsystemen lassen sich preiswerte Werkzeuge herstellen. Der Greifarm dieses Roboters ist aus einem Guss gefertigt.

Erfolge und weitere Schritte
Sehr erfolgreich angewandt hat Michael Sauter die neuartige Technologie. Campaniles Mitarbeiter zeigte in einer Machbarkeitsstudie, wie ein Pflegebett bettlägerige Personen vor dem Wundliegen schützt. Die Idee wurde bereits mehrfach ausgezeichnet. Sauter sorgt nun in seinem Empa-Spin-off compliant concept GmbH dafür, dass das Pflegebett bald auf den Markt kommt.

Flavio Campanile selber will weiterforschen: «Designer und Hersteller erwarten sehr viel, die Lösungen sind oft sehr komplex», erklärt er. Momentan promovieren zwei seiner Mitarbeiter am Zentrum für Strukturtechnologie der ETH Zürich bei Professor Paolo Ermanni. Der eine sucht nach Wegen, wie sich Nachgiebigkeit und Leichtbau miteinander verbinden lassen; der andere entwickelt «aktive aeroelastische» Flügel, die sich in ihrer Form der Luftströmung anpassen und dazu (fast) keine externe Energie mehr benötigen.