Qualitätssicherung von NiTi-FGL

Zur Qualitätssicherung von NiTi-FGL können Sie diverse Testvorrichtungen verwenden. Wie und warum Sie diese für FGL einsetzen, erfahren Sie im Folgenden.
Wenn Sie mehr Details erfahren wollen, schauen Sie sich doch den kostenlosen Kurs als PDF an.

 Zugversuch

Von Ihren konventionellen Werkstoffen – hiermit sind metallische Strukturwerkstoffe gemeint – kennen Sie den Zugversuch. Diesen wenden Sie standardmäßig an, um Materialparameter zu bestimmen. Einige dieser FGL-spezifischen Parameter haben Sie bereits in den Abschnitt Anwendung und Eigenschaften kennengelernt.

Darüber hinaus finden Sie in unseren Materialkennblättern weitere Kennwerte.

In Ihrem kostenlosen Kurs erhalten Sie dazu einen vollständigen Überblick. Laden Sie Ihren Kurs doch gleich hier als PDF herunter. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie diese und weitere Parameter ermitteln.

 DSC

Eine der verwendeten Methoden ist die DSC-Methode (englisch: Differential Scanning Calorimetry). Diese Methode wird auch in der konventionellen Werkstoffentwicklung eingesetzt. Denn Sie gibt Hinweise auf den Einfluss und die Quantifizierung von Umformgraden und Wärmebehandlungsparametern. In der Bestimmung der Parameter von FGL lassen sich weitere Kennwerte ermitteln. Diese ergeben sich insbesondere aus der thermischen Analyse Ihrer FGL.

Die DSC wenden Sie an, wenn sich Ihr FGL-Element im lastfreien Zustand befindet. Im Rahmen einer thermischen Analyse ermitteln Sie die Umwandlungstemperaturen (ebenfalls im lastfreien Zustand). So detektieren Sie beispielsweise die Kennzahlen As, Af, Ap, Ms, Mf, und Mp. Wie Sie diese Kennzahlen und die Umwandlungsenthalpie messen und warum dies von Bedeutung ist, haben wir für Sie näher im Kurs erläutert.

 Mikroskopie

Die makroskopischen Eigenschaften einer FGL sind durch den strukturellen Aufbau der Materie bestimmt; genauer gesagt durch ihre Mikrostruktur. Zu deren Ermittlung greifen Sie auf die Mikroskopie zurück. Wenn Sie diesen vollständigen Kurs als leicht verständliche PDF herunterladen (kostenlos), erfahren Sie, welche Geräte innerhalb der Mikroskopie Sie dazu einsetzen können und welche Ergebnisse Sie dabei erzielen. Denn basierend auf den Analysen dieser Werte können Sie Rückschlüsse auf die Eigenschaften des FGL-Materials ziehen.

 Kennzahlenermittlung superelastischer FGL – hauptsächlich in der Medizintechnik

FGL mit einem aktiven Af < RT

Wie bereits erwähnt, gibt es einige FGL, die bei Raumtemperatur (RT) superelastisches Verhalten aufweisen. Diese superelastischen FGL werden häufig in der Medizintechnik eingesetzt. Die Medizintechnik erfordert dann zusätzliche Charakterisierungen und Untersuchungen. Diese weiteren Kriterien sind in einer kleinen Zahl an ASTM-Normen definiert. Eine Aufstellung, welche zusätzlichen Parameter hierbei von Bedeutung sind und warum, lernen Sie im PDF-Kurs kennen, den Sie hier herunterladen können.

 Kennzahlenermittlung pseudoplastischer FGL – hauptsächlich in der Aktorik

FGL mit aktivem As > RT

Bei der Charakterisierung des Verhaltens Ihres FGL-Aktors sind mehrere Tests erforderlich. Hier werden ermittelt: Wie Sie die maximale Stellkraft, den maximalen Stellweg und die Entzwilligungskraft messen können, haben wir im Kurs für Sie näher beschrieben.

Gerade die die Verfahrensschritte zum Messen der Entzwilligungskraft und deren Aussagen sind von elementarer Bedeutung für die Auslegung Ihrer Aktoreinheit. Diese und weitere Versuchsanordnungen – beispielsweise zur Ermittlung von heiz- oder Kühlparametern – finden Sie ebenfalls im Kurs.

 Elektrischer Widerstand (Aktorik)

Wie im Abschnitt „Temperaturgradienten“ beschrieben, können Sie Ihren Aktor auf zweierlei Art schalten. Passiv geschieht dies durch Temperaturunterschiede zwischen Aktor und der Umgebung (z.B. Flüssigkeit, Luftstrom). Sie können Ihren Aktor jedoch auch elektrisch schalten. Den dazu benötigte Wärmeeintrag erreichen Sie über seinen inneren elektrischen Widerstand.

Der Widerstand Ihres Aktors ist von einer Reihe an Parametern abhängig, die auf den ersten Blick nicht ganz auf der Hand liegen. Sie sind näher im kostenlosen Kurs beschrieben sind. Ebenfalls lernen Sie, wie Sie den elektrischen Widerstand zur präzisen und stufenlosen Positionssteuerung Ihres Aktors nutzen können und wie Sie – gemeinsam mit dem EMS von Ingpuls – die geeigneten Bestromungsparameter für Ihr Aktorsystem bestimmen können.

 Temperatur- und Lastabhängigkeit (Aktorik)

Ferner müssen Sie stets die Temperatur- und Lastabhängigkeit Ihrer Materialeigenschaften berücksichtigen. Dazu sind verschiedene Untersuchungen erforderlich. Denn das thermische Gleichgewicht des Materials verschiebt sich sowohl durch die Temperatur als auch durch mechanische Spannungen. Daraus ergeben sich häufig signifikante Verschiebungen der Umwandlungstemperaturen und auch oder weiterer Materialeigenschaften. Mechanische Spannungen beispielsweise verschieben die Umwandlungstemperaturen nach oben (Clausius-Clapeyrion-Gleichung). Um diese Abhängigkeit zu untersuchen, ermitteln wir spezielle Kennlinien. Sie geben uns wichtige Hinweise, die wir zusätzlich bei der Auslegung Ihrer FGL-Komponenten heranziehen.

 Zyklisches Verhalten (Aktorik)

Wenn Ihr FGL-Element viele Betriebszyklen durchläuft, kann es zu einem Verlust an Stellkraft oder Stellweg kommen. Dieses zyklische Verhalten ermitteln wir in Dauertests und bestimmen dadurch auftretende Verluste der Stellkräfte und Stellwege sowie die Verschiebung der Umwandlungstemperaturen über die Lebensdauer.

Eine Verschiebung der Kennwerte im Einsatz wollen Sie in der Regel vermeiden. Im PDF-Kurs lernen Sie die Maßnahme kennen, die Sie einsetzen können, um die Verluste dieser Größen vernachlässigbar zu gestalten. Dabei wird insbesondere auf vorzyklierte Komponenten und spezielle Elektroniken eingegangen. Schauen Sie hier doch gleich einmal hinein.

Was Sie sich also schon einmal merken können:

  • Rückschlüsse auf die Eigenschaften des FGL-Materials können Sie anhand einer Vielzahl an Analyseverfahren treffen
  • Zu jedem Analyseverfahren gibt es eigene Kennzahlen und Parameter
  • Nur durch das Verständnis von FGL in ihrer Gesamtheit lassen sich FGL zielgerichtet und kundenspezifisch entwickeln
  • Das geeignete Verfahren unterscheiden sich prinzipiell je nach dem Verhalten der FGL

 

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