Was sind Formgedächtnislegierungen?

Legierungen auf Basis der Formgedächtnistechnik sind metallische Werkstoffe, die sich nach einer scheinbar plastischen Verformung wieder an ihre Ursprungsgestalt zurückerinnern können. Weit verbreitet sind auch die Begriffe Memory-Metall, Formgedächtnismetall oder sogar Formgedächtnismetall-Legierung. Diese sind streng genommen aber nicht richtig, da es sich bei den Formgedächtniswerkstoffen um Legierungen und nicht um reine Metalle handelt. Relevanz in der Formgedächtnistechnik erreichen insbesondere die Legierungen auf Basis von Nickel und Titan (NiTi, Nitinol). Aufgrund der funktionellen Eigenschaften eignen sich Formgedächtnislegierungen hervorragend für Anwendungen in der Aktorik, aber auch für Bauteile, die eine große reversible Verformung aufweisen müssen (z.B. Führungsdrähte oder Katheter in der Medizintechnik). Hier können reversible Dehnungen zwischen 6-8% erreicht werden. Die Ursache für dieses Verhalten ist eine Festkörperphasenumwandlung im Metall zwischen zwei Kristallstrukturen, die mit Martensit (Tieftemperaturphase) und Austenit (Hochtemperaturphase) bezeichnet werden. Je nach Legierungszusammensetzung, Umgebungstemperatur und Beanspruchungszustand können unterschiedliche Effekte auftreten, die für technische Systeme auf unterschiedliche Weise intelligent genutzt werden können. FGL-Federn können beispielsweise Ventile automatisch öffnen oder schließen, wenn die Temperatur des Umgebungsmediums (Luft, Wasser, Öl) einen bestimmten Wert, die Austenit-Start-Temperatur, überschreitet. Zugdrähte können moderate Stellwege bei sehr großen Stellkräften realisieren. Sie eignen sich unter bestimmten Umständen (Drahtdurchmesser < 1,2-1,4mm) dafür, dass die Erwärmung mit speziellen Ansteuerungselektroniken direkt über den Ohmschen Widerstand des Drahtes erfolgt.

 Ihre Einführung in FGL

Je besser Sie die grundlegenden Eigenschaften von Formgedächtnislegierungen bzw. Nitinol verstehen, desto eher können Sie die besten Ihrer Ideen und Konzepte als solche erkennen und herausfiltern. Wir laden Sie herzlich ein, sich mit dem Thema FGL zu beschäftigen und Ihre neuen Potentiale zu entdecken. Die Informationen hierzu finden Sie in den nachfolgenden Abschnitten (Charakterisierung, Eigeschaften, Herstellung, Qualitätssicherung, Anwendung, Webinar) oder aber in unserem FGL-Kurs als PDF: