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Nitinol-Legierung ist auch als Formgedächtnislegierung (SMA) bekannt. MetalsTek Engineering erweist sich als Pionier im Bereich NiTiNol und verfügt über beispiellose Kompetenz und Innovation bei der Herstellung von Nickel-Titan-Navy-Ordnance-Labor-Legierungen (NiTiNol). Unsere Produkte aus NiTiNol-Legierungen umfassen Drähte, Stäbe, Bleche, Platten, ein- und zweiseitige Federn und andere bearbeitete Teile.
Werkstoff: NiTi, NiTiCu, NiTiFe, NiTiCr, NiTiNb, etc.
Größe: Durchmesser ≥0,05 mm
Form: Gerade, Spule, Spule; Runddraht oder Flachdraht
Norm: ASTM F2063
Austenit-Finish-Temperatur (Af): Normalerweise 60 ℃, -15 ℃ ~ 100 ℃ verfügbar
Anwendungen: Zahnmedizinische Anwendungen, Führungsdraht, Glasrahmen, Schmuck, Spielzeug, etc.
Werkstoff: NiTi, NiTiCu, NiTiFe, NiTiCr, NiTiNb, etc.
Größe: Durchmesser ≥1,27 mm
Form: Gerade, Spule
Sonstiges: Vollständig geglüht oder fertiggestellt
Austenit-Finish-Temperatur(Af): Normalerweise 60 ℃, -15 ℃ ~ 100 ℃ verfügbar
Rohre aus einer Nitinol-Formgedächtnislegierung, die gerade geglüht wurden, können verformt werden, wenn sie martensitisch werden, und wieder gerade werden, wenn sie auf ihre Af-Temperaturen erhitzt werden, wodurch sie Kraft und Bewegung erzeugen.
Rohre aus einer Nitinol-Formgedächtnislegierung (SMA), die gerade geglüht werden, können verformt werden, wenn sie martensitisch werden, und kehren wieder in die gerade Form zurück, wenn sie auf ihre Af-Temperaturen erwärmt werden, wodurch sie Kraft und Bewegung erzeugen.
Nitinol-Formgedächtnisrohre mit Aktivierungstemperaturen zwischen 40 und 60 °C sind so konzipiert, dass sie Kühlmittel durch ihren Kern pumpen und als effektives Wärmeübertragungsmedium dienen. Bei Raumtemperatur sind diese Rohre aus einer Memory-Legierung außerordentlich verformbar und reagieren effektiv auf relativ geringe Wärme.
MetalsTek bietet eine schnelle Lieferung von Nitinol-Rohren in verschiedenen Ausführungen und Größen, von kleinen Hypo-Rohren (die von Entwicklern fortschrittlicher interventioneller Produkte nachgefragt werden) bis hin zu größeren Präzisionsrohren, die in peripheren und kardialen Stents verwendet werden.
Wir stellen diese Rohre her, indem wir sie aus Nitinol-Stangen ziehen, die wir intern schmelzen. Die kontinuierliche Zusammenarbeit zwischen unseren Ingenieurteams gewährleistet eine effiziente Planung und Kommunikation. Unser hochmoderner Maschinenpark ermöglicht es uns, enge Toleranzen einzuhalten.
Die maximale Länge für diese Rohre beträgt 500 mm (19,5 Zoll). Wir empfehlen, die volle Länge von 500 mm zu kaufen, um Unregelmäßigkeiten zu vermeiden, die bei handgeschnittenen kürzeren Abschnitten auftreten können. Diese Rohre werden mit einem Präzisionslaser geschnitten, um Genauigkeit zu gewährleisten. Aufgrund ihrer sehr dünnen Wände sind sie anfällig für Quetschungen oder Biegungen, die zu dauerhaften Schäden führen können. Der kleinste erreichbare Biegeradius, ohne dass sich die Wand bei Raumtemperatur verbiegt, beträgt etwa 2 Zoll.
Bitte beachten Sie, dass die Übergangstemperaturen ungefähre Werte sind und um ±10°C variieren können. Die 60°C-Legierung hat typischerweise eine Af-Temperatur von etwa 55°C und ist bei Raumtemperatur etwas formbarer. Das 40°C-Rohr beginnt sich bei etwa 35°C zu versteifen.
Material: Titan-Nickel-Legierung
Modell: Runddraht-Schraubenfeder, Flachdraht-Schraubenfeder
Typ: Einweg-Gedächtnisform, Zweiweg-Gedächtnisform
Austenit Finish Temperatur: Ein-Weg 0 ℃ ~ 100 ℃; Zwei-Wege 15 ℃ ~ 60 ℃
Sonstiges: Kundenspezifisch nach Daten/Zeichnung
1-Wege-Federn, die sich im heißen Zustand schließen, müssen im kalten Zustand manuell aufgezogen werden.
2-Wege-Federn, die sich bei Hitze zusammenziehen, dehnen sich bei Abkühlung aus, ohne dass ein Rückzugsmechanismus erforderlich ist.
1-Way- und 2-Way-Federn haben unterschiedliche Zugkräfte und Eigenschaften. Wir empfehlen, beide Arten zu testen, um festzustellen, welche Ihren spezifischen Anwendungsanforderungen am besten entspricht.
Werkstoff: NiTi, NiTiCu, NiTiFe, NiTiCr, NiTiNb, etc.
Typ: Superelastisch (SME, kein Gedächtnis) & Formgedächtnis (SMA)
Größe: Dicke ≥0,05 mm, Oberfläche kaltgewalzt
Form: Gerade, Spule, Spirale
Norm: ASTM F2063
Austenit-Finish-Temperatur(Af): Normalerweise 60 ℃, -15 ℃ ~ 100 ℃ verfügbar
Anwendungen: Zahnmedizinische Anwendungen, Führungsdraht, Glasrahmen, Schmuck, Spielzeug, etc.
Zusammensetzung: Nickel, Titan
Reinheit: 99,9% Minimal
Eigenschaften: Grau, 4.0g/cc Min. Zapfstellendichte, Heißflussrate ≤30,0 s/50g
Partikelgröße: 5-25μm, 15-45μm, 15-53μm, 45-75μm, 45-105μm, 5-150μm
| Ni | Ti | Al | Cu | Mo | Si | Fe | Mg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40~50 | 50~60 | <0.1 | <0.03 | <0.01 | <0.01 | <0.05 | <0.02 |
Anwendungen von NiTiNol-Pulver
Biomedizinische Anwendungen: Die Verwendung von NiTi-Legierungspulver ist im biomedizinischen Sektor weit verbreitet, insbesondere bei der Herstellung von medizinischen Geräten und Implantaten. Dank ihrer Formgedächtniseigenschaften kann die Legierung geformt, aktiviert und im Körper eingesetzt werden. Bemerkenswerte Anwendungen umfassen Stents, orthopädische Implantate, Zahnspangen, kardiovaskuläre Implantate und chirurgische Instrumente.
Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie: NiTi-Legierungspulver spielt eine wichtige Rolle in der Luft- und Raumfahrt- sowie in der Automobilindustrie, wo es zur Herstellung von Bauteilen beiträgt, die eine hohe Festigkeit, leichte Eigenschaften und ein außergewöhnliches Formgedächtnis erfordern. Beispiele hierfür sind Aktuatoren, Verbindungselemente, Motorkomponenten und Schwingungsdämpfer.
Robotik und Aktuatoren: In der Robotik und Automation ist NiTi-Legierungspulver ein Schlüsselmaterial für die Herstellung von Aktuatoren und Formgedächtnislegierungen. Sein inhärenter Formgedächtniseffekt ermöglicht präzise und kontrollierte Bewegungen, wodurch es sich für Anwendungen wie Robotergreifer, Ventile und Mikroaktuatoren eignet.
Elektronik und Mikrotechnik: NiTi-Legierungspulver findet Anwendung in der Mikrotechnik und Elektronik, insbesondere bei der Herstellung von mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), Mikrosensoren, Mikroaktuatoren und anderen Miniaturgeräten, die eine präzise Steuerung und Formgedächtniseigenschaften erfordern.
Intelligente Werkstoffe: NiTi-Legierungspulver wird in intelligente Materialien integriert, die einzigartig auf äußere Reize wie Temperatur, Stress oder Magnetfelder reagieren. Diese Materialien werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Robotik und Biomedizintechnik.
Forschung und Entwicklung: In der Forschung und Entwicklung ist NiTi-Legierungspulver von unschätzbarem Wert für die Untersuchung der Eigenschaften und des Verhaltens von Legierungen mit Formgedächtnis. Seine Verwendung ermöglicht die Herstellung von Prototypen und erleichtert die Erforschung neuer Anwendungen und Technologien.
Material: Zusammensetzung Kann individuell angepasst werden
Form und Größe: Nach Daten/Zeichnung
Typische Produkte: Sicherungsringe, bistabile Ringe aus Formgedächtnislegierung, superelastische Armbänder, Kopfhörerkabel und mehr
Nitinol, auch bekannt als Nickel-Titan, ist eine Art von Formgedächtnislegierung (SMA), die aus Nickel und Titan besteht. Es hat einzigartige Eigenschaften, die es für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich machen. Die Superelastizität oder Pseudoelastizität ermöglicht es Nitinol, nach einer Verformung in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Diese Eigenschaft macht es ideal für eine Reihe von Anwendungen, einschließlich medizinischer Geräte wie Stents und Herzklappen, Brillengestelle, Roboter, Aktuatoren und viele andere technische und technologische Bereiche, in denen Formgedächtnis und Superelastizität von Vorteil sind. Der Formgedächtniseffekt von Nitinol ermöglicht es ihm, sich seine Form zu “merken” und sie je nach Temperatur zu verändern. Die Eigenschaften von Nitinol ergeben sich aus den reversiblen Umwandlungen zwischen den Phasen Austenit und Martensit, die entweder temperaturbedingt (Formgedächtnis) oder spannungsbedingt (Pseudoelastizität) sind. Die Legierung besteht zu fast gleichen Teilen aus Nickel und Titan, wobei der Anteil des Titans etwa 43 bis 46 % beträgt. Die einzigartigen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten von Nitinol haben es zu einem unverzichtbaren Werkstoff in der Robotik und in medizinischen Geräten gemacht.
Kleine Änderungen in der Zusammensetzung von Nitinol, einer Nickel-Titan-Legierung, können erhebliche Auswirkungen auf seine Eigenschaften haben. Nitinol lässt sich in zwei Hauptkategorien einteilen: superelastische Legierung (SME) und Formgedächtnislegierung (SMA).
Superelastisches Nitinol (SME) weist aufgrund einer spannungsinduzierten martensitischen Umwandlung außergewöhnliche rückstellfähige Dehnungen und Knickbeständigkeit auf. Dadurch kann das Material bei Körpertemperatur hervorragende superelastische Eigenschaften aufweisen.
Die Formgedächtnislegierung (SMA) Nitinol wird wegen ihrer Fähigkeit geschätzt, eine vorgegebene Form wieder anzunehmen, wenn sie über ihre Umwandlungstemperatur hinaus erhitzt wird. Dieser Formgedächtniseffekt ist auf eine Phasenumwandlung in der Kristallstruktur zurückzuführen, wenn die Legierung erhitzt oder abgekühlt wird, wodurch sie mit großer Kraft in ihre vorherige Form zurückkehren kann.
Zu den Hauptprodukten der NiTiNol-Legierung (SME und SMA) gehören Draht und Stangen, Rohre, Folien und Platten, Federn, Brillengestelle, Pulver und andere bearbeitete Teile.
| Grade | Cold Worked | Superelastic | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ingot As (℃) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Loading Plateau (ksi) | Unloading Plateau (ksi) | Active Af (℃) | |
| Nitinol #1 | -35 to -10 | 220,000 | >4 | 180,000 | >10 | >70,000 | >20,000 | +10 to +18 |
| Nitinol #2 | -45 to -15 | 250,000 | >4 | 210,000 | >10 | >80,000 | >35,000 | 0 to +18 |
| Nitinol #4 | -10 to +10 | 220,000 | >4 | 180,000 | >10 | >65,000 | >7,000 | +14 to +22 |
| Nitinol #9 | ≥ +35 | 220,000 | >4 | 160,000 | >10 | >75,000 | >25,000 | ≤0 |
| Grade | Cold Worked | Superelastic | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ingot As (℃) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Active Af (℃) | |
| Nitinol #5 | ≥ +85 | 220,000 | >3 | 160,000 | >10 | ≥ +85 |
| Nitinol #6 | +35 to +85 | 220,000 | >3 | 160,000 | >10 | +40 to +80 |
| Nitinol #8 | +10 to +35 | 220,000 | >3 | 160,000 | >10 | +22 to +40 |
Oberflächenbehandlungen
Leichtes Oxid (LO) Farbe Gold bis Braun – diamantgezogene Oberfläche
Dunkles Oxid (DK) Blaue bis schwarze Farbe – diamantgezogene Oberfläche
Schwarzes Oxid (BLK) Glänzend schwarze Farbe – diamantgezogene Oberfläche
Ätzen (E) Chemische Entfernung der Oxidschicht – Erhaltung einer glatten Oberfläche
Gebeizt (P) Chemische Entfernung der Oxidschicht zusammen mit einer geringen Menge des unedlen Metalls – die Oberfläche hat eine raue Struktur. Die Oberfläche hat eine raue Textur. Geätzt und mechanisch poliert (EMP) Chemische Entfernung der Oxidschicht und anschließendes mechanisches Polieren – die Oberfläche sieht aus wie rostfreier Stahl, obwohl bei > 40-facher Vergrößerung Mikrokratzer zu erkennen sind.
Nitinol, eine Nickel-Titan-Legierung, findet in verschiedenen Bereichen Anwendung. Einige der wichtigsten Anwendungen von Nitinol sind:
Die Vielseitigkeit von Nitinol, die sich aus seiner Superelastizität und seinem Formgedächtniseffekt ergibt, hat dazu geführt, dass es in verschiedenen Industrie- und Verbraucheranwendungen eingesetzt wird.
Unsere NiTiNol-Legierungen sind zur Gewährleistung einer effizienten Identifizierung und Qualitätskontrolle deutlich gekennzeichnet und beschriftet. Es wird große Sorgfalt darauf verwendet, Schäden zu vermeiden, die während der Lagerung oder des Transports verursacht werden könnten.
Stellen Sie sich ein Metall vor, das sich an seine ursprüngliche Form erinnern kann und diese auch dann wieder annimmt, wenn es gebogen, verdreht oder gedehnt wird. Dies ist keine Szene aus einem Science-Fiction-Film, sondern die Realität der NiTinol-Legierung – einer bemerkenswerten Kombination aus Nickel (ca. 55 %) und Titan (ca. 45 %), die diese fast magische Fähigkeit besitzt. NiTinol ist für seinen einzigartigen Formgedächtniseffekt und seine Superelastizität bekannt und weckt nicht nur die Neugier, sondern revolutioniert auch Anwendungen, die von medizinischen Geräten bis hin zu Alltagsprodukten reichen.
Nitinol, eine einzigartige Metalllegierung, weist bemerkenswerte Eigenschaften auf, die es äußerst vielseitig und wertvoll machen, insbesondere für medizinische Anwendungen. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Nitinol ist sein Formgedächtniseffekt und seine Superelastizität. Dank des Formgedächtniseffekts kann Nitinol bei einer bestimmten Temperatur verformt werden, seine verformte Form beibehalten, wenn die Kraft aufgehoben wird, und seine ursprüngliche Form wieder annehmen, wenn es über seine Umwandlungstemperatur hinaus erhitzt wird. Diese Umwandlungstemperatur kann durch Anpassung der Nickel-Titan-Zusammensetzung genau eingestellt werden und liegt in der Regel zwischen -100°C und +100°C. Die Superelastizität von Nitinol ermöglicht es, große Verformungen von bis zu 8 % Dehnung zu ertragen und dann ohne bleibende Verformung in seine ursprüngliche Form zurückzufallen.
Neben seiner einzigartigen Fähigkeit zur Formveränderung besitzt Nitinol auch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit mit einer Korrosionsrate von weniger als 0,1 μm/Jahr in Kochsalzlösungen. Es ist in hohem Maße biokompatibel, und es sind keine toxischen oder allergischen Reaktionen im menschlichen Körper bekannt. Das hohe Festigkeits-Gewichts-Verhältnis von Nitinol mit einer Zugfestigkeit von 895 MPa und einer Dichte von 6,45 g/cm³ macht es noch vielseitiger.
Durch die Kombination dieser Eigenschaften eignet sich Nitinol für eine Vielzahl medizinischer Anwendungen, darunter Stents zur Öffnung blockierter Arterien, Führungsdrähte zur Navigation durch Blutgefäße, kieferorthopädische Drähte und Zahnimplantate sowie chirurgische Instrumente und Geräte. Die Beherrschung der komplexen Metallurgie und Verarbeitung von Nitinol war anfangs eine Herausforderung, doch Fortschritte beim Schmelzen, bei der Herstellung und bei der Wärmebehandlung haben eine weit verbreitete kommerzielle Nutzung, insbesondere im medizinischen Bereich, ermöglicht.
Nitinol ist aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wie Superelastizität, Formgedächtnis und Biokompatibilität ein häufig verwendetes Material in der Medizinprodukteindustrie. Zu den wichtigsten Anwendungen von Nitinol in Medizinprodukten gehören:
Sensoren und Aktuatoren
Nitinol wird in großem Umfang für die Herstellung von Sensoren und Aktoren in Industriequalität verwendet. Dank seines Formgedächtnisses und seiner superelastischen Eigenschaften kann es in Komponenten wie Autofokusaktoren in Kameras und optischen Bildstabilisatoren in Mobiltelefonen verwendet werden.
Bauwesen
Nitinol wird im Bauwesen eingesetzt, insbesondere in intelligentem Stahlbeton (IRC). Ingenieure betten Nitinol-Drähte in den Beton ein, so dass dieser Risse erkennen und sich selbst heilen kann, was die Haltbarkeit und Festigkeit von Strukturen wie Wolkenkratzern und Brücken verbessert.
Militärische Anwendungen
Das Militär verwendet seit Ende der 1960er Jahre Nitinol-Kupplungen in F-14-Kampfflugzeugen. Diese Kupplungen verbinden Hydraulikleitungen dicht und einfach, wobei sie die Formgedächtniseigenschaften von Nitinol nutzen.
Haushaltsgeräte
Die thermische Empfindlichkeit von Nitinol wird in Haushaltsgeräten wie Friteusen genutzt, wo es dazu dient, den Korb mit der richtigen Temperatur in das Öl zu senken.
Brillen
Die Superelastizität und die Formgedächtniseigenschaften von Nitinol haben es zu einem beliebten Material für Brillenfassungen gemacht. Brillenfassungen aus Nitinol bieten eine unübertroffene Flexibilität und Haltbarkeit, da sie selbst nach einer starken Verformung mühelos in ihre ursprüngliche Form zurückkehren können.
Intelligente Geräte
Nitinol wird zunehmend in intelligenten Geräten wie Smartwatches mit formveränderlichen Schnittstellen und faltbaren Smartphones eingesetzt, die von seinen Formgedächtnis- und superelastischen Eigenschaften profitieren.2
Automobilanwendungen
Nitinol-Aktuatoren können als Motorlager und -aufhängungen verwendet werden, um Vibrationen zu kontrollieren und Schäden an Fahrzeugstrukturen zu vermeiden. Nitinol-Federn sind auch für die Motorkühlung, die Steuerung von Vergasern und Motorschmierung sowie für Kühlerjalousien vorgesehen.
Andere alltägliche Produkte
Nitinol ermöglicht es Zauberlöffeln aus Zauberläden, sich zu biegen, wenn sie in heißes Wasser gelegt werden, und demonstriert damit seinen Formgedächtniseffekt in einer spielerischen Verbraucheranwendung.
Trotz seiner Vorteile ist die Arbeit mit NiTinol mit gewissen Herausforderungen verbunden.
Herausforderungen bei der Herstellung
Materialeigenschaften
Kosten
Bedenken hinsichtlich der Biokompatibilität
Der Preis der NiTinol-Legierung wird von mehreren Faktoren beeinflusst, in erster Linie von den Kosten für Nickel und Titan, die die Hauptbestandteile der Legierung sind. Die Marktpreise für Nickel können zwischen 15.000 und 20.000 $ pro Tonne liegen, während Titan je nach Marktschwankungen zwischen 3.000 und 6.000 $ pro Tonne kosten kann. Weitere Faktoren sind die Verarbeitungskosten, die Komplexität des Herstellungsprozesses und die Nachfrage in Sektoren wie der Medizin- und der Luft- und Raumfahrtindustrie, die die Preise in die Höhe treiben können. Im Allgemeinen liegt der Preis für NiTinol-Legierungen zwischen 300 und 500 US-Dollar pro Kilogramm, je nach Reinheit und den spezifischen Anforderungen der Anwendung.
Mit Blick auf die Zukunft werden die potenziellen Anwendungen von NiTinol weiter ausgebaut. Forscher untersuchen seine Verwendung in der Robotik, insbesondere für die Entwicklung von “Muskeldrähten”, die als künstliche Muskeln fungieren und Robotern die Möglichkeit geben, sich mit einem neuen Maß an Finesse zu bewegen. Solche Innovationen könnten die Robotikindustrie revolutionieren und den Weg für fortschrittlichere, leistungsfähigere und anpassungsfähigere Roboter ebnen.
Darüber hinaus haben die jüngsten Entwicklungen im Bereich der additiven Fertigungstechniken dazu beigetragen, einige der traditionellen Herausforderungen bei der Verarbeitung von Nitinol zu überwinden, wie z. B. die Schwierigkeiten bei der Bearbeitung. Dies eröffnet neue Designmöglichkeiten und verbessert die Produktivität von Produkten auf Nitinolbasis in allen Branchen.
Die NiTinol-Legierung ist nicht nur ein Werkstoff, sondern eine entscheidende Innovation in der Materialwissenschaft. Seine Fähigkeit, sich an seine ursprüngliche Form zu erinnern und sie wieder anzunehmen, eröffnet eine Welt der Möglichkeiten in verschiedenen Bereichen. Von lebensrettenden medizinischen Geräten bis hin zur Verbesserung des Komforts und der Haltbarkeit von Alltagsprodukten – NiTinol beweist immer wieder seinen Wert als magisches, transformatives Material, das die Grenzen der Technologie verschiebt und unser tägliches Leben verbessert.