Kavitationserosion ist in zahlreichen fluiden Systemen ein nicht gelöstes Problem. Durch betriebsbedingte Druckschwankungen bilden sich Kavitationsblasenfelder aus, die bei Implosion durch auftretende Druckspitzen zu immensen Schäden an Werkstoffoberflächen führen können. Konstruktive Optimierungen können zum Teil Abhilfe schaffen, stoßen jedoch leistungsbedingt schnell an ihre Grenzen. Daher ist die Auswahl und Weiterentwicklung geeigneter Werkstoffe für den Einsatz in kavitationserosionsbelasteten Systemen unabdingbar.
Als besonders kavitationserosionsresistent gelten sogenannte Formgedächtnislegierungen (FGL), welche aufgrund ihrer pseudoelastischen Fähigkeiten die auftreffenden Mikrojets abfedern können. Da Formgedächtnislegierungen im Allgemeinen mit sehr hohen Kosten einhergehen, wurden im Rahmen dieser zwei Ansätze, FGL wirtschaftlich attraktiver zu machen, betrachtet. Der erste Ansatz befasst sich mit Nickel-Titan-FG-Schichten, welche im Vergleich zu NiTi-Vollmaterial einen deutlich geringeren Anteil der Bauteilmasse ausmachen und gezielt auf kavitationserosionsbeanspruchte Flächen appliziert werden können. Diese wurden erstmals mittels thermischem Lichtbogenspritzen (Drahtspritzen) hergestellt, wobei neben vorlegierten pseudoelastischem NiTi-Draht als Spritzgut auch das gemeinsame Verspritzen von separaten Nickel und Titan-Drähten zur weiteren Kostenminimierung untersucht wurde. Ziel des zweiten Ansatzes war es, eine CuZnSi-Gusslegierung mit Formgedächtniseffekt zu entwickeln, welche als Strukturwerkstoff in fluiden Systemen eingesetzt werden kann. Dazu wurden Versuchslegierungen mit variierenden Silizium- und Borgehalten hergestellt und hinsichtlich ihres Gefüges, ihres Phasenumwandlungs- sowie ihres Kavitationserosionsverhaltens untersucht und bewertet.
Aktualisiert: 2020-11-26
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Zur Behandlung von Patienten mit innenohrbedingter Taubheit stellen Cochlea-Implantate (CI) die etablierte Behandlungsmethode dar. Bei Vorhandensein eines Resthörvermögens werden CI wegen des hohen Risikos der intraoperativen Ertaubung durch mechanische Traumatisierung nur selten eingesetzt. Der Erfolg dieses Eingriffs ist maßgeblich vom persönlichen Geschick und der Erfahrung des operierenden Arztes abhängig. Diese Einschränkungen sollen durch Integration von mittels des selektiven Laserstrahlschmelzens hergestellten Mikroaktoren aus einer Nickel-Titan-Formgedächtnis-Legierung (NiTi-FGL) überwunden werden. Zur Erzielung der notwendigen Bauteilauflösung wurden Strategien für die additive Fertigung von Mikroaktoren hergeleitet. Diese wurden auf Basis der experimentell ermittelten Prozessparameter hergestellt und bezüglich der mechanischen Funktionalität sowie der Formgedächtnis-Eigenschaften evaluiert. Prototypen eines durch Mikroaktoren deformierbaren Elektrodenträgers wurden erstmalig im Labormaßstab getestet.
Aktualisiert: 2020-01-01
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Zur Behandlung von Patienten mit innenohrbedingter Taubheit stellen Cochlea-Implantate (CI) die etablierte Behandlungsmethode dar. Bei Vorhandensein eines Resthörvermögens werden CI wegen des hohen Risikos der intraoperativen Ertaubung durch mechanische Traumatisierung nur selten eingesetzt. Der Erfolg dieses Eingriffs ist maßgeblich vom persönlichen Geschick und der Erfahrung des operierenden Arztes abhängig. Diese Einschränkungen sollen durch Integration von mittels des selektiven Laserstrahlschmelzens hergestellten Mikroaktoren aus einer Nickel-Titan-Formgedächtnis-Legierung (NiTi-FGL) überwunden werden. Zur Erzielung der notwendigen Bauteilauflösung wurden Strategien für die additive Fertigung von Mikroaktoren hergeleitet. Diese wurden auf Basis der experimentell ermittelten Prozessparameter hergestellt und bezüglich der mechanischen Funktionalität sowie der Formgedächtnis-Eigenschaften evaluiert. Prototypen eines durch Mikroaktoren deformierbaren Elektrodenträgers wurden erstmalig im Labormaßstab getestet.
Aktualisiert: 2019-11-07
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