Jade HS entwickelt Steuerungselemente für die Automobil- und Luftfahrtbranche
Aktoren aus Formgedächtnislegierungen übernehmen Aufgaben in der Motorregelung. (Foto: Jade HS)
In Kaffeemaschinen, in Motoren von Autos oder Flugzeugen - an allen Stellen, an denen eine Steuerung oder Regelung erfolgen soll, befinden sich Aktoren. Diese Elemente dienen dazu, elektrische oder thermische Energie in mechanische Bewegungen umwandeln. In dem Forschungsprojekt „Qualifizierung und Anwendung von Formgedächtnisaktoren auf Kupfer-Aluminium-Basis für Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie“ untersuchen Wissenschaftler der Jade Hochschule jetzt neue Möglichkeiten der Zusammensetzung von Aktoren.
Neue Zusammensetzung der „Formgedächtnislegierungen“: Kupfer und Aluminium
Bisher
werden Aktoren aus „Formgedächtnislegierungen“ hergestellt - einem
Gemisch von mindestens einem Metall mit einem Werkstoff - derzeit
überwiegend aus einer Verbindung von Nickel und Titan. Aktoren, die sich
so zusammensetzen, können ihre Geometrie stark verändern, behalten
dabei aber ihre „Form im Gedächtnis“ und kehren anschließend in die
ursprüngliche Form zurück. Sie sind einfach aufgebaut, arbeiten
geräuschlos und sind leicht und klein. „Trotz dieser Vorteile findet
gerade im Automobilbereich nur eine zögerliche Anwendung der
Formgedächtnisaktoren statt“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Karsten
Oehlert. Denn Aktoren, die auf der gängigen Legierung basieren, dürfen
nicht heißer als 90 Grad Celsius werden. Zudem sei ihre Abkühlungsphase
für viele Anwendungen zu lang und sie seien verhältnismäßig teuer.
Eine
Alternative, die die Wissenschaftler der Jade Hochschule derzeit
untersuchen, sind Formgedächtnisaktoren basierend auf einer Verbindung
aus Kupfer und Aluminium. Welche Eigenschaften die Aktoren auf dieser
Grundlage aufweisen und welche maximalen Belastungen möglich sind, sind
aktuelle Forschungsfragen. „Wir werden auch untersuchen, ob die
bisherigen Konstruktionen auf die neuen Legierungen übertragbar sind und
welche Lebensdauer eine Kupfer-Aluminium-Verbindung hat“, sagt der
Projektleiter.
Transfer in die Industrie
Die Jade
Hochschule führt das Verbundprojekt in Kooperation mit dem Institut für
Werkzeugforschung und Werkstoffe (IFW) und mit Partnerunternehmen aus
der Industrie durch. „Um den Transfer von der Hochschule in die
industrielle Anwendung zu realisieren, haben wir Partner gewonnen, die
das Projekt begleiten und in die bedarfsorientierte Richtung steuern“,
so Oehlert.
Über das Forschungprojekt
Das
Forschungsprojekt „Qualifizierung und Anwendung von
Formgedächtnisaktoren auf Kupfer-Aluminium-Basis für Anwendungen in der
Automobil- und Luftfahrtindustrie“ wird vom Bundesministerium für
Wirtschaft und Energie gefördert. Er wird in Kooperation mit dem
Institut für Werkzeugforschung und Werkstoffe (IFW) der
Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. durchgeführt und
läuft noch bis Mai 2021.
Neben Projektleiter Prof. Dr. Karsten Oehlert sind von der Jade Hochschule die wissenschaftlichen Mitarbeiter Konrad Hartung und Christof Woge an dem Projekt beteiligt.