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Formgedächtnispolymere für Soft Robotics

Vortrag gehalten auf der WerkstoffWoche 2019, Symposium "Soft Robotik, mechanische und funktionalisierte Materialien", 18.-20. September 2019, Dresden
 
: Walter, Mario; Frieß, Fabian; Rümmler, Tobias; Chalissery, Dilip; Pretsch, Thorsten

2019, 23 Folien
WerkstoffWoche <2019, Dresden>
Symposium "Soft Robotik, mechanische und funktionalisierte Materialien" <2019, Dresden>
Bundesministerium fur Wirtschaft und Energie BMWi (Deutschland)
IGF; 19820 BR/1
Selbstaufrichtende Strukturen mit Formgedächtniseigenschaften für den Einsatz als Folien-/ Wandertunnel
Fraunhofer-Gesellschaft FhG
Fraunhofer Exzellenzcluster »Programmable Materials«; PN 630500
2D Mechanik und Oberflächen
Deutsch
Vortrag
Fraunhofer IAP ()
Formgedächtnispolymer; shape memory polymer; programmierbare Materialien; selbstaufrichtende Strukturen; Thermoplastische Polyurethane
Anfrage beim Institut / Available on request from the institute bibliothek@iap.fraunhofer.de

Abstract
Formgedächtnispolymere (FGPs, in Engl.: "Shape Memory Polymers") sind stimulus-responsive Materialien. Wird ihnen im Rahmen einer thermomechanischen Vorbehandlung, einer sogenannten Programmierung, eine zweite Form aufgezwungen, dann können sie diese temporäre Form so lange beibehalten, bis man den Formgedächtniseffekt, i.d.R. durch eine Temperaturerhöhung über die Schalttemperatur des Polymers, auslöst. Die daraufhin erfolgende Formrückstellung wird schließlich mit der nahezu vollständigen Rückkehr des Materials in dessen ursprüngliche, permanente Form abgeschlossen. In dem Vortrag wird über die Synthese, Verarbeitung und Charakterisierung polyurethan-basierter FGPs berichtet. Anhand einer Auswahl thermoplastischer Polyurethane wird dargestellt, in welchem Maße eine Feineinstellung der thermischen und mechanischen Eigenschaften möglich ist. Eben die Informationen zu diesen Eigenschaften stellen eine unverzichtbare Basis dar, um die Programmierung der Materialien durchführen und vorteilhafte Formgedächtniseigenschaften nachweisen zu können. Zurzeit werden polyurethan-basierte FGPs mitunter für den Einsatz in Selbstaufrichtenden Strukturen entwickelt. Hier können sie perspektivisch zur Einsparung des Arbeitsaufwandes beitragen, indem sie eine mit Folie bespannte Konstruktion auf einem Feld aufrichten. Die Eignung der smarten Polymere ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt. Bei näherer Betrachtung wird deutlich, dass die Materialien zugleich eine interessante Plattform für die Handhabung und den Transport weicher und formvariabler Objekte darstellen und somit einen Beitrag für die Erschließung neuer Potentiale in Soft Robotics leisten können.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-559176.html