Konstruktionspraxis Formgedächtnistechnik (PDF)

Formgedächtnislegierungen (FGL) sind Funktionswerkstoffe, die in der Lage sind, sich an eine zuvor eingeprägte Form zu erinnern. Diese Reversibilität in der Gestaltänderung ist das Resultat einer temperatur- oder spannungsinduzierten Phasentransformation. Durch diese einzigartigen Eigenschaften können diese Materialien zum einen als Stellelemente in mechatronischen Systemen oder zum anderen als hoch elastische Federelemente eingesetzt werden. Der besondere Vorteil von Formgedächtnislegierungen im Bereich der Stellelemente liegt in einer enormen Energiedichte. Damit bieten diese Legierungen entscheidende Vorteile auf dem Gebiet des Leichtbaus. Generell gibt dieses Fachbuch eine zuverlässige Hilfestellung für Ingenieure, die insbesondere Formgedächtnisaktoren in Ihre Produkte integrieren wollen.

Der Inhalt

-          Grundlagen der Formgedächtnistechnik: Funktionscharakteristika, Effekte, Legierungen

-          Potentiale von Formgedächtnisbauteilen: Aktoren, Sensoren, Feder-/ Dämpfungselemente

-          Systemintegration von Formgedächtnisaktoren: Aktorbauformen, Verbindungstechniken

-          Besondere Bauweisen von Formgedächtnisaktoren: Dünnschichtverbund-Bauweise, Agonist-Antagonist-Bauweise, partiell aktivierte Bauweise

-          Regelungsstrategien für Formgedächtnisaktoren: Nutzung des internen Sensoreffektes

-          Kritische Eigenschaften von Formgedächtnislegierungen: Ermüdungsverhalten, dynamisches Verhalten, Optimierungsstrategien

-          Anwendungs- und Standardisierungspotentiale von Formgedächtnisaktoren: Thermisch aktivierte Systeme, elektrisch aktivierte Systeme, Standardaktoren, Baukastensysteme

-          Leitfaden zur Entwicklung von Formgedächtnisaktoren: methodischer Vorgehensplan, beispielhafte Entwicklung eines FGL-basierten Pneumatikventils

-          Technologietrends in der Formgedächtnistechnik: Hochtemperaturlegierungen, adaptive Rückstellung, lokale Konfiguration

Die Zielgruppe

Konstrukteure,Produktentwickler, Mechatroniker, angewandte Wissenschaftler sowie Studenten an Hochschulen und Universitäten aus den Fachbereichen Maschinenbau oder Mechatronik

Die Autoren

Dr. Sven Langbein ist Gesellschafter der FG-Innovation GmbH aus Bochum und arbeitet in dem Unternehmen als Entwicklungsleiter.

Dr. Alexander Czechowicz ist Koordinator der Projekte zum Thema Formgedächtnistechnik bei der Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. aus Remscheid.