Additiv gefertigte thermosensitive Aktoren auf Basis von mit Formgedächtnisdraht funktionalisierten Polymerstrukturen, stellen eine aussichtsreiche Alternative zu elektronischen Aktoren dar.
Das von der Arburg GmbH &Co KG entwickelte additive Verfahren des Arburg Kunststoff Freiformens ermöglicht die Einbettung von NiTi Drähten in eine Matrix aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Für eine gute Aktorfunktion ist die Lastübertragung zwischen Matrixmaterial und Formgedächtnisdraht entscheidend, weshalb insbesondere die Grenzflächeneigenschaften von zentraler Bedeutung sind. Durch die Verwendung unterschiedlicher Oberflächenbehandlungen auf der Drahtoberfläche, kann die Anbindung an die Polymermatrix erheblich verbessert werden.
Neben den Grenzflächeneigenschaften spielen für die Anwendung als Aktor die elektromechanischen Eigenschaften eine zentrale Rolle, da der Aktor über eine konduktive Erwärmung aktiviert werden kann. Vor diesem Hintergrund wurde eine Methode entwickelt, die eine Messung des elektrischen Widerstandes während einer mechanischen Prüfung ermöglicht. Hierzu wurde am NiTi Draht eine Vierpunktkontaktierung über eine Punktschweißverbindung hergestellt. Der elektrische Widerstand gibt Auskunft über den aktuellen Phasenzustand der Legierung und ermöglicht beispielsweise eine Aussage, bei welchem Spannungszustand eine spannungsinduzierte Martensit-Austenit-Umwandlung stattfindet, die für die Aktoreigenschaften von zentraler Bedeutung ist.