Anwendungen von NiTi-FGL

In diesem Abschnitt erfahren Sie die wesentlichen technischen Grundlagen, die erforderlich sind, um NiTi-FGL in der Anwendung zu verstehen.

Zunächst lernen Sie die verfügbaren Halbzeuge und Komponenten kennen, die in Ihren Produkten integriert werden können, um Funktionen zu integrieren und neue Mehrwerte zu generieren. Sie lernen, was grundsätzlich bei der Auslegung zu beachten ist, beispielsweise hinsichtlich Stellweg, Stellkraft und Betriebszyklen. Zu Ihrem besseren Verständnis wird dies in einem Beispiel vertieft. Außerdem lernen Sie technische Grundlagen zur An-/Verbindung von FGL-Komponenten kennen und gewinnen wertvolle Einblicke zur Lebensdauerbetrachtung.

Sie möchten mehr Details erfahren? Dann laden Sie doch ganz einfach HIER den vollständigen Kurs als PDF herunter. Ihr erstes Verständnis erschließt sich Ihnen durch anschaulich aufbereitete Unterlagen. Später können Sie aber auch in der beigefügten, kondensierten Zusammenfassung nachschlagen. So vertiefen Sie Ihr Verständnis von FGL und erarbeiten sich selbst neue Möglichkeiten für Ihre Produkte. Sie werden dann Ihre Kunden überraschen und positiv begeistern. Denn durch FGL sparen Sie ihnen Gewicht & Kosten ein und Sie können darüber hinaus Funktionen integrieren. Dies alleine hat auf tieferer Betrachtungsebene weitere erhebliche Kosteneinsparungen zur Folge. Mit FGL erhöhen Sie nicht nur Ihren Innovationsgrad und Ihre Profitabilität – Sie schlagen auch Ihren Marktbegleitern ein Schnippchen.

 Halbzeuge und Komponenten

Die Formgedächtnislegierungen (FGL), die Sie bei Ingpuls erhalten, basieren auf den Legierungsbestandteilen Nickel (Ni) und Titan (Ti) (binäre NiTi-FGL) bezeichnet. Diese können Sie in den unterschiedlichen Grundgeometrien (zylindrisch, kubisch, flächig) beziehen. Ihre Halbzeuge werden individuell für Sie auf einer geeigneten Prozessroute hergestellt, beispielsweise durch Schmieden, Drahtziehen oder Walzen immer in Verbindung mit den dazugehörigen Wärmebehandlungen.

Wenn Sie FGL-Halbzeugen aus NiTi nicht selbst weiterverarbeiten wollen, weil dies für Sie zu viel Aufwand darstellt oder nicht in Ihre Strategie passt, können Sie auch einsatzfähige FGL-Komponenten aus NiTi durch uns beziehen – wie es im Übrigen macht. der Großteil unserer Kunde. Nach der Abstimmung Ihrer Anforderungen kümmern wir uns um den Rest und Sie können bequem das fertige Bauteil beziehen und in Ihre Produkte einbauen. Uns stehen dazu stehen eine Reihe von Bearbeitungsoptionen zur Verfügung. Je nach Ihrem Wunsch erhalten Sie Ihre Komponenten dann auch bereits funktionsfähig (in der Regel wärmebehandelt) oder auch ohne eingestellte Funktionalität.

Die FGL-Komponenten, die Ihnen bei Ingpuls zur Verfügung stehen, sowie deren jeweilige Vorteile lernen Sie im Kurs etwas näher kennen (u.a. Federn, Drähte, Pulver). Detailliert finden Sie diese in unserem Lieferprogramm. Wenn Sie darüber hinaus Wünsche haben, können wir diese gerne berücksichtigen; denn auch wenn Ihr Wunsch unsere bisherigen Kompetenzen noch überschreiten sollte finden wir eine für Sie eine Lösung. Denn Ingpuls ist nicht nur regional sondern global ausgezeichnet vernetzt in Forschung, Wissenschaft und Industrie. Sie profitieren von unserem stetig wachsenden Netzwerk an exzellenten Partnerunternehmen.

 Spezielle Komponenten für die Aktorik

Aktorik-Komponenten übernehmen nach dem Einbau oder nach der Montage Stellvorgänge. Dafür setzen Sie häufig Drähte, Federn oder Blechelemente ein, die Sie von uns in vorbereiteter Form erhalten (z.B. vorzykliert und montagefertig). Die Vorzyklierung ist üblicherweise dienlich, um Ermüdungseffekte der ersten Zyklen zu kompensieren und dadurch vom ersten Zyklus an die Betriebspunkte Ihrer Aktorik in engen Toleranzgrenzen sicherzustellen – siehe auch Abschnitt den Abschnitt Zyklisches Verhalten (Aktorik) im Bereich Qualitätssicherung. Nähere Hintergründe dazu erfahren Sie im vollständigen Kurs.

 Beschaffenheit der Oberflächen

Auch die jeweiligen Oberflächen lassen sich gezielt nach Ihren Vorgaben erzeugen. Ausgehend von einer manchmal gewollt oxidierten Oberfläche (z.B. zur besseren Haftung oder Isolation) erhalten Sie in verschiedenen Stufen diverse Oberflächen-Ausprägungen, bis hin zu elektrolytisch polierten Oberflächen, die häufig in der Medizintechnik benötigt werden.

 Systeme auf der Basis von FGL

Wenn Sie gar fertige Systeme auf NiTi-FGL-Basis wünschen, können Sie auch die Vormontage und Auslieferung eines fertigen Aktorsystems in Auftrag geben; Dazu erhalten Sie – falls gewünscht – auch direkt Ihre elektronischen Komponenten für die Steuerung und Regelung. Sie erhalten also die Funktionalität eines vollständigen Aktorsystems und müssen sich nicht mit funktionellen, konstruktiven oder legierungstechnischen Details auseinandersetzen. Das erspart Ihnen zusätzlichen Aufwand. Ihre Aktorik wird dann idealerweise Plug&Play-fertig ausgeliefert.

 Wirkprinzipien insbesondere bei Aktoren

Ihre FGL-Aktoren arbeiten üblicherweise mit den Prinzipien Zug, Druck, Biegung oder Torsion. Dabei erfordert jeder Ihrer Anwendungsfälle verschiedene technische Parameter, bspw. Kräfte oder Stellwege. Hinzu kommen Einschränkungen, die die Geometrie oder die Umgebungs- und Einsatzbedingungen Ihrer Komponenten betreffen. Bei Aktoren auf Basis von FGL können Sie nicht nur von den unterschiedlichen Wirkprinzipien, sondern auch von deren Kombination und Überlagerung profitieren. Schlau kombiniert fallen heute noch extrem komplexe Systeme mit mehreren Motoren, Getrieben oder Bremsen in sich zusammen. Viele wundern sich oft, wie einfach Lösungen auf FGL-Basis sein können.

Gemeinsam mit Ihnen wählen wir zunächst geeigneten Halbzeuge und Komponenten aus oder erarbeiten zusammen das passende System. Welche Komponente Sie einsetzen, hängt ganz von der Funktion ab, die Sie sich in Ihrem Bauteil wünschen.

Wünschen Sie beispielsweise Zug-Aktoren, Druck-Aktoren oder doch lieber Torsions- oder Biegeaktoren? Auf welches Halbzeug bzw. welche Komponente Sie in welchem Fall idealerweise einsetzen, erfahren Sie im Kurs. Und auch hier gilt: Die grundlegenden Wirkprinzipien von FGL-Komponenten können Sie auf unterschiedliche Weise kombinieren und damit weitere Vorteile generieren: So übernehmen FGL genau die Funktion, die Sie sich für Ihr Produkt wünschen.

Laden Sie sich doch am besten gleich Ihren kostenlosen Kurs als PDF herunter, um Ihr Verständnis von FGL jetzt zu vertiefen und Ihre Einsatzpotentiale besser zu verstehen.

Auslegung von FGL

Die zahlreichen Vorteile von FGL haben auch Ihren Preis. Bei der Auslegung von FGL müssen Sie leider mehr Parameter berücksichtigen, als Sie das überlicherweise gewohnt sein dürften. Für viele ist bereits das ein unüberwindbares Hindernis. Aber keine Sorge, hier stehen wir Ihnen zur Seite und füllen diese Lücke nahtlos aus. Sie sollten die spezifischen Begebenheiten Ihrer Anwendung berücksichtigen und wir helfen Ihnen bereits bei der Erhebung. Haben Sie eine konkrete Anwendung ins Auge gefasst? Dann erhalten Sie bei Interesse einen entsprechenden, umfangreichen Anforderungskatalog. Beispiele für diese Parameter sind Abhängigkeiten Ihrer Betriebszustände, insbesondere von Last und Temperatur.

Aufgrund der hohen Komplexität bei der Auslegung von FGL ergeben sich im Selbstversuch viele Fragezeichen. Der Auslegungsprozess erfordert ein hohes Maß an Erfahrung und Know-How im Umgang mit FGL. Dem entsprechend ist ergibt es für Sie Sinn, uns frühzeitig und detailliert über Ihr Vorhaben zu unterrichten – und genau für diesen Fall haben wir den Anforderungskatalog entwickelt. Das spart Ihnen Kosten und Mühen und ist darüber hinaus unabdingbar, um Ihrer Erwartungshaltung an uns gerecht zu werden: Nur so erhalten Sie zielführende Entwicklungsereignisse und erzielen auch innerhalb Ihrer Entwicklung sichtbares Committment. Im Schulterschluss sind wir mit Ihnen gemeinsam in der Lage Innovationen zu entwickeln und erfolgreich zu sein.

 Stellwege und Stellkräfte von Aktoren

Wenn es bei Ihnen um den Einsatz von Aktoren geht, dann sind primär Ihre gewünschten Stellkräfte und Stellwege von Bedeutung. In diesem Zusammenhang ist der Stellweg derjenige Weg, den das Stellelement Ihres Aktors reversibel zurücklegen muss. Bei FGL-Aktoren wird der Stellweg (oder Aktorhub) durch Erwärmung bewerkstelligt.

Wie dieser Vorgang genau funktioniert und wie Sie die grundsätzlichen Auslegungsparameter für den Betriebspunkt Ihres Aktors wählen sollten, lernen Sie hier im Kurs kennen. Doch keine Sorge: Wenn Sie Ihre Anfrage an uns richten, erhalten Sie von uns bei der Auslegung tatkräftige Unterstützung. So kommen Sie viel schneller zum Ziel als durch eigenes Ausprobieren. Das spart Geld und sie haben schneller vorzeigbare Ergebnisse.

 Schaltzeiten und Ansprechverhalten

Ebenfalls lernen Sie die Charakteristika von Schaltzeiten kennen und vertiefen Ihr Verständnis zum Ansprechverhalten Ihres Aktors. Dazu erfahren Sie wesentliche Punkte, die zur Einleitung aber auch Ableitung der Wärme relevant sind. Nicht nur über den Einfluss der Legierung, auch über den Einfluss weiterer Randbedingungen. Diese umfassen beispielsweise die Geometrie Ihres Aktors, den Temperaturgradienten im System, die elektrische Spannung oder auch mechanische Spannungszustände.

Im Kurs erfahren Sie anhand eines praktischen Auslegungsbeispiels die Funktionsweise eines FGL-Aktors. Dieses können Sie dann qualitativ nachvollziehen. Nach dem Kurs werden Sie durch die Inhalte dieses Abschnitts Anwendungen zu der Einsicht kommen: Um Ihren Aktor in geeigneter Weise auszulegen, müssen Sie nicht nur die einzelnen Parameter korrekt festlegen. Sie sollten ebenfalls deren Wechselwirkungen untereinander sorgfältig aufeinander abstimmen.

 Lebensdauer thermisch aktivierter und superelatischer FGL

Die Lebensdauer von Komponenten aus FGL hängt entscheidend von der Beanspruchung der Komponente ab. Somit ist die Lebensdauer – wie bei allen zyklisch beanspruchten metallischen Werkstoffen – eine Funktion der Beanspruchung.

Verglichen mit üblichen Metallwerkstoffen ist – bei gleichen Dehnungen – die strukturelle Lebensdauer von FGL um ein Vielfaches höher. Neben der strukturellen Ermüdung ist aber bei NiTi-FGL viel mehr noch die funktionelle Ermüdung von Bedeutung. Nähere Details dazu, wovon diese abhängt, erfahren Sie ebenfalls im kostenlosen Kurs als PDF.

In der Aktorik geht es Ihnen oft um eine lange Lebensdauer. Die Zyklenzahlen für thermisch aktivierte FGL-Komponenten (also nicht superelastische Komponenten) variieren stark und orientieren sich an Ihren Anforderungen: Übliche Lebensdauern erstrecken sich von wenigen tausend bis hin zu mehreren hunderttausend Zyklen. Falls es erforderlich oder von Ihnen gewünscht ist, können Sie aber auch mehrere Millionen Zyklen deutlich überschreiten.

Superelastische Komponenten aus FGL erreichen richtig ausgelegt sehr hohe Lebensdauern, wenn Sie entsprechend für die Beanspruchung ausgelegt sind, da diese Ihre Belastung anders verarbeiten als thermisch aktivierte FGL. Stents in der Medizintechnik z.B. müssen in der Validierung 800 Mio. Zyklen unter konstanter Temperatur überstehen bis Sie eine Freigabe für den Einsatz erhalten.

Wie hoch die Lebensdauer Ihrer FGL-Komponenten ist, können Sie nach dem Kurs grundsätzlich qualitativ selbst abschätzen: Denn Sie werden nach dem Einsatzzweck unterscheiden und dabei grundlegende technische Parameter für eine erste Abschätzung einordnen können.

 Verbindungstechnik von FGL

Zur Realisierung von Ver- und Anbindung von Komponenten aus FGL stehen Ihnen einige Standardmöglichkeiten zur Verfügung: Dabei haben Sie insbesondere mechanische und fügetechnische Optionen. Einen kleinen Überblick zu den üblichen Verfahren ist ebenfalls im Kurs inkludiert.

 Was lernen Sie genau im Abschnitt Anwendungen des Kurses:

Sie lernen

  • welche Halbzeuge, Komponenten und Oberflächen verfügbar sind
  • welche Komponenten in der Aktorik eingesetzt werden, und warum
  • was hinsichtlich Stellkraft und Stellweg (Aktorhub) bei FGL grundsätzlich bei der Auslegung zu berücksichtigen ist
  • was die wesentlichen Grundlagen zu Lebensdauerbetrachtung von FGL-Komponenten sind
  • welche technischen Grundlagen zur Ver- und Anbindung von FGL-Komponenten Ihnen standardmäßig zur Verfügung stehen

Laden Sie hier kostenlos den Kurs als PDF herunter. Zusätzlich erhalten Sie eine präzise Zusammenfassung, wenn Sie später mal nachschlagen möchten.

Was Sie sich jetzt schon einmal merken sollten:

  • Bei Ingpuls erhalten Sie die unterschiedlichsten Halbzeuge, Komponenten und Aktoriken aus NiTi-FGL.
  • Es gibt einen Unterschied zwischen struktureller und funktioneller Ermüdung.
  • Die Lebensdauer Ihres Aktors lässt sich durch eine große Anzahl an Parametern so auslegen, dass sie zu Ihren Anforderungen passt. Mitentscheidend sind neben der Legierung thermische und mechanischen Belastungszustände.
  • Die Lebensdauer lässt sich durch die Auslegung sehr gut vorhersagen und ist in der Regel kostenoptimiert.

Kostenloser Kurs als PDF

Bitte senden Sie mir den kostenlosen Kurs als PDF per E-Mail zu.

Dies ist ein Pflichtfeld.

Dies ist ein Pflichtfeld.

Dies ist ein Pflichtfeld.

Please tell us how big is your company.

Ungültige Eingabe

Dies ist ein Pflichtfeld.