Optimierung und Anwendung von pseudoelastischen Formgedächtnislegierungen in Gelenken und elastischen Strukturen für Handhabungsgeräte

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Mit dem zunehmenden Trend zur Miniaturisierung von Produkten sind steigende Anforderungen an Bewegungs- und Handhabungseinrichtungen bezüglicher höherer Genauigkeiten verbunden. Eine Möglichkeit höhere Genauigkeit zu erreichen, ist die Nutzung von stoffschlüssigen Gelenken, da sie weder Spiel noch Reibung aufweisen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die grundlegende wissenschaftliche Untersuchung von pseudoelastischen stoffschlüssigen Gelenken in Handhabungsgeräten. Im Vordergrund der Arbeiten des Fortsetzungsantrages stehen die Modellierung, die systematische Entwicklung und Optimierung von Handhabungsgeräten mit stoffschlüssigen Gelenken auf der Basis von Formgedächtnislegierungen (FGL). Die dazu erforderlichen werkstoffkundlichen Untersuchungen umfassen im Wesentlichen mechanische Ermüdungsversuche an CuAlNi-Eingristall-FGL, die pseudoelastische Dehnbeträge bis zu 18 % aufweisen, und somit höhere Winkelauslenkungen der Gelenke als herkömmliche Materialien zulassen. Die kinematischen Untersuchungen dienen der Analyse des quasi-statischen und dynamischen Bewegungs- und Betriebsverhaltens nachgiebiger Strukturen. Die durchzuführenden Arbeitspunkte setzen sich jeweils aus einem analytisch-theoretischen, einem experimentellen und einem simulativen Ansatz zusammen und finden ihren Abschluss in dem Aufbau eines optimierten Roboters auf Basis nachgiebiger Mechanismen.