Sviluppo di dispositivi di presa basati su forze elettroadesive

Questa tesi si pone in un contesto di innovazione tecnologica con l'obiettivo di sviluppare una tecnologia che abbia un marcato interesse sia nel mondo scientifico che in quello industriale. La tecnologia descritta, chiamata elettroadesione, è un’alternativa valida a sistemi industriali obsoleti che implicano un alto consumo di energia. Si chiamano dispositivi elettroadesivi (EADs) dei sistemi capacitivi che sfruttano forze elettrostatiche per afferrare oggetti o aderire a superfici, permettendo di agire su diversi tipi di materiale evitando di compromettere la struttura e la chimica dell'oggetto o della sua superficie. Questi dispositivi hanno conquistato sempre più interesse in ambito industriale come sostituti di costosi sistemi a vuoto per alimentare ventose, attualmente utilizzate nella manipolazione della maggior parte dei prodotti. Inoltre, l’applicabilità di questa tecnologia si estende anche ad ambienti estremi, come lo spazio in cui si opera in condizioni di vuoto spinto. Purtroppo, la ricerca in questo settore non ha ancora prodotto risultati rilevanti nella prototipazione efficace di gripper industriali. Ciò è principalmente dovuto alla complessità intrinseca della fisica alla base della tecnologia, che non trova descrizioni adeguate a rappresentare fedelmente le rilevazioni empiriche. Questa tesi mira ad affrontare queste problematiche attraverso una serie di studi, a partire dal processo di produzione e test di un EAD diventato lo standard nel nostro laboratorio. Successivamente, approfondisce gli studi sui materiali e sulla geometria degli elementi che compongono l’EAD, per migliorare le prestazioni del sistema, presentando infine possibili applicazioni industriali. Le varie applicazioni presentate hanno dimostrato l'efficacia significativa degli EAD come freni o, più in generale, nell'esercitare forze di taglio, presentando forze tre volte superiori ai valori di letteratura. Ciò apre la possibilità di spingere al massimo i confini della tecnologia con l’utilizzo di all'avanguardia.