Formgedächtnis - Ein Material, das zaubern kann. Das Potential einer spannenden Legierung

Im Bereich der funktionellen Werkstoffe kommt den NiTi-Formgedächtnislegierungen (FGL) aufgrund der hohen nutzbaren Rückverformung und der Biokompatibilität eine bedeutende Rolle für medizinische Anwendungen zu. Die Herstellung von NiTi-FGL-Bauteilen mit vorab definierten Formgedächtniseigenschaften unterliegt einer Vielzahl von Herausforderungen. Die schwierige Verarbeitung von NiTi (Sauerstoffaffinität, Materialbearbeitung) zu endkonturnahen Bauteilen hat maßgeblich dazu geführt, dass die Nutzung additiver Fertigungstechnologien für ihre Herstellung intensiv vorangetrieben wurde. In besonderem Maße eignet sich das Laserstrahlschmelzen (Laser Beam Melting - LBM) für die Herstellung von Gitterstrukturen oder individualisierten Bauteilgeometrien. Nach wie vor besteht bei der Herstellung komplexer Probenkörper mittels LBM hoher Verbesserungsbedarf hinsichtlich der resultierenden Oberflächen (Pulveranhaftungen) sowie der Fertigung von Gitterstrukturen mit geringer sowie gleichmäßiger Stabstärke. Mit Hilfe angepasster Belichtungsstrategien (Pseudo-Punkt-Belichtung) kann die additive Fertigung von superelastischen Gitterstrukturen aus NiTi nicht nur realisiert, sondern auch die Qualität gezielt verbessert werden. Um weiterhin eine gezielte Beeinflussung der Qualität und Eigenschaften mit bereits etablierten Prozeßparametern zu erreichen, wurden gezielt nur einzelne Kennwerte der Belichtungsstrategie verändert. Deren Einfluss auf die Mikrostruktur und Umwandlungseigenschaften wurde untersucht und anschließend filigrane Probenkörper gefertigt sowie getestet, um das Verhalten der kleinsten Einheit eines metallischen Gitters - Einzelstab - studieren zu können.