Formgedächtnislegierungen (Shape Memory Alloys - SMA)

Forschungsschwerpunkte

  • Entwicklung von SMA-getriebenen Miniaturaktorsystemen, Endeffektoren und Greifsystemen


  • DFG Schwerpunktprogramm 1599 "Ferroic Cooling" www.ferroiccooling.de

    • Entwicklung und Umsetzung eines Demonstrators zum ferroelastischen Kühlen
    • Modellierung und FE-Simulation des thermo-mechanisch gekoppelten Verhaltens von Formgedächtnislegierung

  

  • DFG Projekt SMArt Guide Wire: Die Ziele des Forschungsprojektes "SMArt Guide Wire" bestehen in der Entwicklung eines umsetzbaren Lösungskonzeptes für einen aktuierbaren sensorintegrierten Führungsdraht. Dies geschieht mit Hilfe von SMA Mikrodrähten, welche eine situationsbedingte mechanische Anpassung der Führungsdrahtspitze während einer Koronarintervention (Erweiterung von verengten/verschlossenen Arterien, die kranzförmig das Herz umgeben) ermöglichen.

      

  • KMU-NetC des BMBF

    • FGAkt – „Entwicklung von neuartigen Formgedächtnisaktuatoren für die Anwendung in Spritzgießwerkzeugen“

      

  • EFRE Projekte www.saarland.de/132334.htm

    • IProGro – „Innovative Produktionstechnologien für Großbauteile“: Ziel des Forschungsprojektes „IProGro“ ist die Entwicklung Innovativer Produktionstechnologien für Großbauteile. Um eine rekonfigurierbare und automatisierte Montage zu ermöglichen, werden adaptive Greifer mittels SMAs entwickelt. Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
    • ProForm – „Produktionstauglich stoffschlüssige Materialverbindung von Formgedächtnislegierungen zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung“: In diesem Projekt werden artungleiche Mikro-Schweißverbindungen für FGL-Aktordrähte in Durchmessern unter 100 µm erforscht. Im Fokus steht die Integration in kleine Strukturen und die Automatisierbarkeit des Prozesses für die industrielle Produktion.

Funktionsprinzip Formgedächtniseffekt: Formänderung durch Phasentransformation

 

Mechanische Spannung ruft in der Legierung (typischerweise NiTi) eine Phasentransformation und eine Deformation hervor, die selbst bei Entlasten bleibt. Durch Aufheizen kann diese Deformation rückgängig gemacht werden. 

Vorteile: 

  • Geringes Gewicht
  • Hohe Energiedichte
  • Zuverlässig
  • Self-Sensing
  • Biokompatibilität

Anwendungsbeispiele: 

Intelligentes Inhalatorsystem zur gezielten Medikamentverabreichung

SMA-getriebene Fledermaus

Endeffektor