Was ist ein extrinsischer Zweiwegeffekt?
Effektwege und erreichbare Spannungen sind bei dem intrinsischen Zweiwegeffekt geringer als beim dem extrinsischen Zweiwegeffekt. Zudem ist ein intrinsischer Zweiwegeffekt nicht bei jeder Mikrostruktur und für viele Aktorgeometrien nur durch einen hohen Aufwand einstellbar. Daher kommt in der Regel der extrinsische Zweiwegeffekt für zyklische Anwendungen zum Einsatz.
Wirkungsweise extrinsischer Zweiwegeffekt
Bei dem extrinsischen Zweiwegeffekt nimmt eine FGL-Komponente durch Temperaturänderung sowohl im kalten als auch im warmen Zustand eine bestimmte Form an. Voraussetzung hierfür ist eine äußere mechanische Spannung. Um diese mechanischen Spannungen aufzubringen, können z.B. Systemdrücke oder Gewichtskräfte genutzt werden. In vielen Anwendungen kommen aufgrund der guten Systemanbindbarkeit konventionelle Stahlfedern zum Einsatz.
Bei der Auslegung dieser externen mechanischen Spannungen, muss zum einen berücksichtig werden, dass diese hoch genug sind, um die FGL-Komponenten im kalten Zustand zurückzustellen (Entzwillingung). Zum anderen muss der FGL-Aktor trotz der aufgebrachten Spannung noch in der Lage sein, die für die Funktion des Systems nötige Spannung bzw. Kraft aufzubringen. Im Detail muss hierbei auch die Spannungsabhängigkeit der Schalttemperaturen sowie der Einfluss auf die Lebensdauer berücksichtigt werden.
Kann man die Umwandlung von Martensit in Austenit sehen?
Die Umwandlung von Martensit in Austenit findet auf mikrostruktureller Ebene statt. Dadurch ist die Veränderung für das Auge in den meisten Fällen unsichtbar. Diese Umwandlungsprozesse auf mikrostruktureller Ebene führen dazu, dass sich das FGL-Material in den Ausgangszustand zurückverformt. Kühlt das Material wieder ab, bleibt die Ausgangsform bestehen.
Wie oft kann der Vorgang des extrinsischen Zweiwegeffekt durchgeführt werden?
Theoretisch kann dieser Vorgang millionenfach wiederholt werden. Sofern der Vorgang unter idealen Bedingungen durchgeführt wird, ist auch bei vielfacher Wiederholung keine Ermüdung des Formgedächtnismaterials sichtbar; dennoch findet eine Ermüdung in gewissem Maße immer statt. Durch die richtige Auslegung der Komponenten und die optimale Integration in ein System kann der Betrieb jedoch zuverlässig garantiert werden. Die Anzahl der möglichen Wiederholungen richtet sich auch nach der Materialkomposition, der Mikrostruktur, der Art der Ansteuerung sowie der mechanischen Belastung im System.
