Kleiner Draht mit großer Wirkung

Chemnitz - Formgedächtnisdrähte machen den PKW-Leichtbau smarter und effizienter.

Zu den relevantesten Forschungsthemen der Welt gehört es, das Gewicht von Fahrzeugen schon durch ihre Bauweise zu reduzieren, um Energie und Rohstoffe einzusparen.

Für diesen Miniaturisierungsansatz benutzen die Forscher und Forscherinnen der TU Chemnitz und am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) sogenannte Formgedächtnisdrähte.

© TU Chemnitz/Rico Welzel

    

Björn Senf mit einem Demonstrator für Formgedächtnisdrähte (rot) und einem Vorabdemonstrator für geplante Projekte in MERGE II (links).

Björn Senf vom Fraunhofer IWU erklärt dazu: "Dieses Material hat die Eigenschaft, dass es bei Erwärmung wieder seine Ausgangsform annimmt. Wir binden die Drähte in eine Matrix aus einem Faserkunststoffverbund ein und nutzen deren Verformungsbewegung in den Ausgangszustand aus. Das lasse sich bei Teile anwenden, die sich bei Nutzung erwärmen. Zum Beispiel zur Temperierung eines Motors, einer Brennstoffzelle oder einer Batterie im Auto".

Diese eingebettete Sensorik gezielt auszunutzen, um die Technologie im Sinne der Funktionsintegration zu optimieren, soll Mittelpunkt der Forschung in MERGE II sein, dem soeben beantragten zweiten Teil der Förderperiode des Clusters im Rahmen des Exzellenzstrategie von Bund und Ländern. In dieser zweiten Phase soll verstärkt die großserientaugliche Produktion im Mittelpunkt stehen.

Die Formgedächtnisdrähte in Verbindung mit dem Faserkunststoffverbund sind ein zukunftsweisendes "smart material", das ökonomisch eingesetzt werden kann. Der Formgedächtniseffekt ist bei der typischen geringen Dehnung von weniger als 1 Prozent über 1 Million Mal nutzbar. Damit ist die funktionelle Ermüdung äußerst gering und das Material hat eine lange Lebensdauer. Zudem weisen die Drähte eine hohe Energiedichte auf und entfalten für ihr geringes Volumen große Kräfte. Das macht sie zum idealen Ersatz für mehrteilige und damit schwere Geräte.

(Quelle: TU Chemnitz/Autorin: Jana Mischke)