Was ist ein Aktor / Aktuator?
Ein Formgedächtnislegierungs-Aktor oder -Aktuator (FGL-Aktor/ FGL-Aktuator) hat die Funktion, zugeführte Energie in mechanische Arbeit umzuwandeln. Diese Arbeit wird in Form von Hub und Kraft genutzt, um Stellaufgaben in einem System auszuführen. Im Kontext der Formgedächtnislegierungen (FGL) wird Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt. Die Wärme kann dabei aus einem umgebenden Medium stammen oder aus der Zuführung von elektrischem Strom. Im zweiten Fall wird die elektrische Energie zunächst in Wärme und diese wiederum durch die martensitische Umwandlung in Nickel-Titan in mechanische Arbeit gewandelt.
Wirkprinzipien von FGL-Aktoren / -Aktuatoren
FGL-Aktoren haben unterschiedliche Wirkprinzipien. Dazu gehören die Prinzipien Zug, Druck, Biegung und Torsion. Abhängig davon, welches Prinzip zum Einsatz kommt, ändern sich technische Parameter, wie z.B. der erzielbare Hub und die Kraft, sowie auch der Bauraum der Komponente oder die zum Erwärmen notwendige Energie.
Während der Zug-Draht eines der einfachsten Wirkprinzipien darstellt und – wie der Name bereits sagt – nur auf Zug agiert, vereinen andere Bauformen von FGL-Aktoren mehrere überlagerte Wirkprinzipien in sich. Ein klassisches Beispiel hierfür ist die Zug- oder Druckfeder, die durch ihre Geometrie immer auch Torsion und Biegung des Materials nutzt, um ihre Arbeit zu verrichten.
Auslegung von FGL-Aktoren
Die Auslegung von FGL-Aktoren kann auf mehreren Detailebenen erfolgen. Während eine Grundlegende Auslegung mit Fokus auf Kraft und Hub relativ einfach erfolgen kann, steigt die Komplexität an, sobald weitere Faktoren wie eine präzise Schalttemperatur, die Schaltdynamik oder die Lebensdauer mitberücksichtigt werden. Ausschlaggebend dafür ist die große Wechselwirkung der einzelnen Auslegungsparameter untereinander.
