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Philipp Lork

• Materialwissenschaften und Robotik haben in den letzten Jahrzehnten bemerkenswerte Fortschritte gemacht, die die Entwicklung von Technologien mit neuen Fähigkeiten und Anwendungen ermöglicht haben. Ein bemerkenswertes Feld, das in diesem Zusammenhang immer mehr Aufmerksamkeit auf sich zieht, sind sogenannte Formgedächtnisaktoren. Die Entwicklung steht jedoch erst am Anfang und zahlreiche Herausforderungen sind noch zu bewältigen, um die Eigenschaften dieser Materialien besser zu verstehen, die Herstellungsprozesse zu optimieren und innovative Anwendungen für eine Vielzahl von Branchen zu entwickeln. Bei dem in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Prozess, wird eine Formgedächtnislegierung während eines additiven Fertigungsverfahrens in eine Polymermatrix integriert und erlaubt somit die Herstellung eines dreidimensionalen Verbundwerkstoffes mit Aktoreigenschaften in einem Fertigungsschritt. Diese adaptiven Systeme sind in der Lage, auf wechselnde Umgebungen und Anforderungen zuMaterialwissenschaften und Robotik haben in den letzten Jahrzehnten bemerkenswerte Fortschritte gemacht, die die Entwicklung von Technologien mit neuen Fähigkeiten und Anwendungen ermöglicht haben. Ein bemerkenswertes Feld, das in diesem Zusammenhang immer mehr Aufmerksamkeit auf sich zieht, sind sogenannte Formgedächtnisaktoren. Die Entwicklung steht jedoch erst am Anfang und zahlreiche Herausforderungen sind noch zu bewältigen, um die Eigenschaften dieser Materialien besser zu verstehen, die Herstellungsprozesse zu optimieren und innovative Anwendungen für eine Vielzahl von Branchen zu entwickeln. Bei dem in der vorliegenden Arbeit vorgestellten Prozess, wird eine Formgedächtnislegierung während eines additiven Fertigungsverfahrens in eine Polymermatrix integriert und erlaubt somit die Herstellung eines dreidimensionalen Verbundwerkstoffes mit Aktoreigenschaften in einem Fertigungsschritt. Diese adaptiven Systeme sind in der Lage, auf wechselnde Umgebungen und Anforderungen zu reagieren, ohne dass eine externe Steuerung erforderlich ist. Zur Charakterisierung dieser additiv gefertigten Formgedächtnisdraht/Polymer-Verbunde werden Messvorrichtungen und Prüfverfahren vorgestellt, um die thermo-mechanischen Eigenschaften sowie die Aktorfunktion dieser Verbundwerkstoffe näher zu untersuchen.…
• Materials science and robotics have made remarkable progress over the past decades, enabling the development of technologies with new capabilities and applications. One particularly noteworthy field gaining increasing attention in this context are the shape memory actuators. However, development in this area is still in its early stages, and numerous challenges remain to be addressed to better understand the properties of these materials, optimize manufacturing processes, and develop innovative applications for a variety of industries. In the process presented in this work, a shape memory alloy is integrated into a polymer matrix during an additive manufacturing procedure, allowing the production of a three-dimensional composite material with actuator properties in a single manufacturing step. These adaptive systems are capable of responding to changing environments and requirements without the need of external control. To characterize these additively manufactured shape memoryMaterials science and robotics have made remarkable progress over the past decades, enabling the development of technologies with new capabilities and applications. One particularly noteworthy field gaining increasing attention in this context are the shape memory actuators. However, development in this area is still in its early stages, and numerous challenges remain to be addressed to better understand the properties of these materials, optimize manufacturing processes, and develop innovative applications for a variety of industries. In the process presented in this work, a shape memory alloy is integrated into a polymer matrix during an additive manufacturing procedure, allowing the production of a three-dimensional composite material with actuator properties in a single manufacturing step. These adaptive systems are capable of responding to changing environments and requirements without the need of external control. To characterize these additively manufactured shape memory wire/polymer composites, measurement setups and testing methods are introduced to investigate the thermo-mechanical properties and actuator functionality of these composite materials in greater detail.…