Abschlussarbeit zum Thema Heißpressen zur Form- & Eigenschaftseinstellung von NiTi-Blechen
Die Abteilung Formgedächtnistechnik entwickelt hochverdichtete Aktor-Sensor-Systeme für verschiedene Anwendungen in der Fahrzeugtechnik, der Luftfahrt, im Maschinenbau oder der Medizintechnik. Grundlage für diese Systeme bilden Aktoren und Sensoren auf Basis von Formgedächtnislegierungen, welche sich durch eine sehr hohe Funktionsdichte und einen hohen Integrationsgrad auszeichnen. Eine optimierte konstruktive Umsetzung bei gleichzeitiger simulativer Absicherung der mechanischen Eigenschaften ist hierbei ein wesentlicher Erfolgsfaktor.
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In der Arbeit soll ein Prozess zum Heißpressen (Formeinprägen und Wärmebehandlung) von superelastischen Blechen aus einer NiTi-Formgedächtnislegierungen (FGL) entwickelt und untersucht werden. Dabei geht es insbesondere um die Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter auf die Eigenschaften und das elastokalorische Verhalten der Bleche sowie die Bestimmung eines geeigneten Prozessfensters.
Motiviert ist die ausgeschriebene Arbeit durch den Bedarf an geometrisch verstärkten Blechen in elastokalorischen Wärmepumpen und Kühlsystemen. Diese elastokalorischen Systeme gelten als umweltfreundliche und effiziente Alternative zur heute dominierenden Kompressor-Technologie. Dabei gelten NiTi-FGL als eine der vielversprechendsten Werkstoffgruppen auf diesem Gebiet. Auf der einen Seite ist die Effizienz solcher elastokalorischen Systeme maßgeblich von der Wärmeübertragung zwischen dem Arbeitsmedium und der FGL abhängig. Entsprechend sind dünne NiTi-Elemente notwendig, die ein möglichst großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweisen und ein gut durchströmbares Design ermöglichen. Auf der anderen Seite ist für die Langlebigkeit der NiTi-Elemente eine Druckbelastung vorteilhaft. Druckbelastete, dünnwandige Elemente (Bleche) neigen jedoch zum Beulen. Daher soll es mit der Arbeit ermöglicht werden in NiTi-Bleche Geometrien einzuprägen, welche diese resistenter gegen Beulen machen und gleichzeitig gute Formgedächtnis- und elastokalorische Eigenschaften aufweisen.
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Kennziffer: 72035