伯努利吸盤的模擬

很久一段時間沒有跟設備用元件廠商接觸，有點跟新技術脫節，
前陣子才注意到有伯努利吸盤，
一開始找到的都是半導體晶圓應用的案例，
伯努利吸盤幾乎都是廠商的特製品，
後來發現Festo跟氣立可(Chelic)也都有模組化銷售的成品，以下各公司圖片取自各公司網頁，不再贅述說明。
Festo：

氣立可：

氣立可有提供比較詳細的原理作用說明圖片：

也有清楚的使用參數圖表可以參考：

我有使用Autodesk Inventor參考氣立可的型錄作了一個跑CFD用的模型：

氣立可的Chuck固定在板子上，
Chuck上方距離0.5mm有一片平板，
外圍包著空氣體積

使用Autodesk CFD設定入口 0.4MPa，70L/min，
空氣體積最外圍氣體可自由進出。
其他幾乎都是預設值。

模擬的結果上下壓力差造成的吸力約 0.32N，
再改用 0.5MP，80L/Min，模擬的吸力值為0.4N，
跟型錄上的數值還蠻接近的，簡直有點不可置信的好，
難道氣立可的數據也是用CFD軟體模擬出來的？
但是我印象中他們裡面有一個顧問很不屑用CFD？！

不過伯努利效應所形成的壓力分布均勻性並不好，
下圖是平板下方的壓力分佈顯示圖：

圖中綠色大面積部分的壓力幾乎都是 0，
很明顯的吸力的效果還是集中在中間的範圍，而且會有小範圍的正壓區，如下圖示：

下圖是水平方向從中心到邊緣的壓力變化：

下圖是在對角線方向，從中間到角落的壓力變化：

從壓力分佈的狀況來看，
氣立可這種設計的結果對軟性或強度不夠的材料在吸附效果上還是有疑慮。

但是對硬的材料來說，不失為一種非接觸式吸附的高CP值解決方案。
光是省掉真空產生器就不少錢。
缺點是吸附過程會一直用掉高壓空氣，(真空產生器也會)。