MAGNETIC SHAPE MEMORY TECHNOLOGIE: KURZ ERKLÄRT

 

Magnetic Shape Memory Legierungen (MSMA) sind ferromagnetische Materialien, die Kraft und Bewegung unter moderaten Magnetfeldern erzeugen. Es handelt sich typischerweise um einkristalline Legierungen aus Nickel, Mangan und Gallium, die in der Lage sind, 6% Dehnung unter externen Lasten von mehr als 2 N/mm² zu erzeugen. Frequenzen bis in den niedrigen Kilohertz-Bereich können erreicht werden.

Die MSM-Technologie hat ihr Wurzeln im akademischen Umfeld Mitte der 1990er Jahre. ETO MAGNETIC hat dieses Material und darauf basierende Aktoren in den letzten Jahren zu einem neuen Reifegrad geführt. ETOs neue MAGNETOSHAPE® Technologie steht jetzt für die Eroberung der ersten Serienanwendungen bereit. Mit ihren einzigartigen technischen Vorteilen weist die Technologie ein klares Potential auf, künftig elektromagnetische und andere Aktortechnologien zu ersetzen.

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HERSTELLUNG VON EINKRISTALLINEM MAGNETOSHAPE® MATERIAL

 

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  • Rohmaterialien werden induktiv geschmolzen und legiert bei Temperaturen von etwa 1400°C.

  • Große Einkristalle werden mit einem modifizierten Bridgman-Prozess gezogen.

  • Die Kristalle werden zur chemischen Homogenisierung und Einstellung der Mikrostruktur wärmebehandelt.

  • Die Kristallorientierung wird beispielsweise mittels Röntgendiffraktometrie bestimmt.

  • Die Kristalle werden typischerweise in quaderförmige Elemente geschnitten.

  • Die Elemente werden für die Anwendung trainiert.

 

TECHNISCHE DATEN VON MAGNETOSHAPE® MATERIALIEN

 

 

 

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DESIGN-PRINZIPIEN FÜR MSM-AKTOREN

 

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MAGNETOSHAPE® FEDER-AKTOR

■  Rückstellfeder dem MSM-Element entgegengesetzt

■  Extrem kurze Schaltzeiten (~ 1ms)

■  Bistabile Variante mit Permanentmagneten möglich

■  Verschiedene Magnetkreise abhängig von der 
    nötigen Funktionalität möglich (Kraft, Weg, Frequenz)

MAGNETOSHAPE® PUSH-PUSH-AKTOR

■  Zwei MSM-Aktor-Einheiten arbeiten antagonistisch

■  Energieeffiziente Multistabilität

■  Zwischenpositionen sind stabil ohne Stromverbrauch

■ Ermöglicht schnelle und präzise (< 5µm) Positionsregelung

VORTEILE VON MAGNETOSHAPE® AKTOREN

MAGNETOSHAPE® Aktoren

■  Sind energieeffizient.

■  Bieten hohe Arbeitsabgabe bei hohen Frequenzen.

■  Ermöglichen verbesserte Aktordesigns mit geringem tribologischem Verschleiß

■  Zeigen extrem schnelles Schaltverhalten.

■  Erlauben Hochlebensdauer-Anwendungen.

■  Können ausgelegt werden als bi- oder multistabile Aktoren sowie als monostabil mit Fail-safe-Funktionalität.

■  Können simultan thermisch aktiviert werden.

■  Bieten Self-sensing-Fähigkeit.

NICHT-AKTOR-ANWENDUNGEN 

MAGNETOSHAPE® Smart Materials können auch für Nicht-Aktor-Anwendungen eingesetzt werden, insbesondere durch Nutzung des inversen magne­tischen und des thermischen Formgedächtniseffekts.

■  Messung von Position, Geschwindigkeit, Kraft, Druck etc.

■  Energy Harvesting für drahtlose Energieversorgung

■  Passive und aktive Dämpfung

■  Verwendung spezifischer Legierungen als Hochtemperatur-Formgedächtnismaterial (FGL)

■  Gedünntes einkristallines Material (< 30 µm) für mikrosystemtechnische Anwendungen (Aktor, Sensor, Harvesting)

■  Dünnschichtmaterialien sind im akademischen Bereich in Entwicklung.