Halbzeuge

Halbzeuge aus Formgedächtnislegierung

Als Halbzeuge aus Formgedächtnislegierungen (FGL) werden Roh-Materialformen auf Basis von Formgedächtnistechnik bezeichnet, welche in einer grundlegenden geometrischen Form von Drähten, Stäben, Rohren und Blechen kommerziell verfügbar sind.

Wie werden Formgedächtnislegierungen hergestellt?

Die Herstellung von Formgedächtnislegierungen erfolgt über schmelzmetallurgische Methoden wie das Vakuuminduktionsschmelzen oder das Vakuumlichtbogenschmelzen, wobei aufgrund der Oxidationsneigung von Titan zumindest unter Schutzgasatmosphäre gearbeitet werden muss. Zudem sind besondere Vorkehrungen hinsichtlich der Chargierung des Materials und der Rohmaterialvorbereitung zu treffen.
Ursache dafür ist, dass die so genannten Phasenumwandlungstemperaturen, welche für den Einsatz eine sehr wichtige Rolle spielen, stark von der chemischen Zusammensetzung abhängen. Bereits geringste Verunreinigungen an Sauerstoff, Kohlenstoff oder anderen Fremdelementen können zu Ausscheidungsreaktionen im Schmelzprozess führen, die wiederum die Matrixzusammensetzung des Materials verändern.
Zur Feinung der Mikrostruktur von FGL sind mehrere Prozessschritte im Wechsel erforderlich. Dazu wird abwechselnd eine Kaltverformung und eine Wärmebehandlung (Zwischenglühungen) sowie in den meisten Fällen eine abschließende Wärmebehandlung zur finalen Einstellung der Parameter vorgenommen: Die Formgebungswärmebehandlung.
Das Einprogrammieren einer bestimmten Gestalt in eine FGL-Komponente erfolgt in einer Formgebungswärmebehandlung. Im Englischen ist dieser Vorgang als sogenanntes „shape setting“ bekannt. Dazu wird üblicherweise ein Formgebungswerkzeug mit einer Zielform verwendet. In dieser wird Ihre Komponente vor der Formgebungswärmebehandlung fixiert.
Die spanende Bearbeitung, wie z.B. das Bohren, Drehen oder Fräsen, können ebenfalls grundsätzlich für NiTi-FGL angewendet werden. Allerdings wird die spanende Bearbeitung von FGL durch einige Materialeigenschaften erschwert. Durch die spanende Bearbeitung wird lokal ein hoher Wärmeeintrag in das Werkstück eingebracht.
Zum anderen können Sputtertargets aus Formgedächtnislegierungen (FGL) bezogen werden, welche nicht als Produkt verwendet werden, sondern stattdessen für die Erzeugung von Dünnschicht-Anwendungen. Dieses Halbzeug wird auch passives Halbzeug genannt.

Was ist der Vorteil von Halbzeugen aus Formgedächtnislegierungen?

Die Herstellung von Halbzeugen aus Formgedächtnislegierungen (FGL) ist individuell auf die Bedürfnisse der Kunden anpassbar. Möchte man eigene Bearbeitungsschritte durchführen, eignet sich der Erwerb eines Halbzeuges, da dies, im Gegensatz zu einem fertigen System auf der Basis von Formgedächtnislegierungen, ein Zwischenprodukt im Produktionsprozess ist. Zudem bitten FGL folgende Vorteile:
• minimales Gewicht
• einfacher und kompakter Aufbau
• große Arbeitsleistung pro Volumen
• geräuschlose Arbeitsweise
• elektromagnetische Verträglichkeit
• geringer Bedarf an Bauraum
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