Räucherrakete mit Formgedächtnislegierung

Pünktlich zum Weihnachtsfest stellen unsere Freunde am Fraunhofer IWU mit einer Räucherrakete eine neue Anwendung für so genannte „Smarte Materialien“ vor. Sie nutzt weder Wasserstoffperoxid noch flüssigen Sauerstoff, um ihre Kapsel zu sprengen sondern lediglich eine Feder aus einer Formgedächtnislegierung, die sich nach Erreichen einer bestimmten Temperatur abrupt ausdehnt.

Formgedächtnislegierung aus Nickel und Titan

Räucherfiguren sind traditionelle Produkte des Kunsthandwerks aus dem Erzgebirge. Man kennt sie in vielen verschiedenen Formen und Ausführungen. Die Verwendung von High-Tech-Materialien war bislang nicht üblich. Deshalb eignet sich die Räucherrakete in besonderem Maße, die breiten Anwendungspotenziale einer sehr speziellen Werkstoffgruppe hervorzuheben.

Genau dieses Ziel hatte sich Holger Kunze, Leiter des Geschäftsfelds Symbiotic Mechatronics am Fraunhofer IWU, gesetzt, als er mit seinem Team vor mehr als einem Jahr den Kontakt zum Seiffener Kreativzentrum „Denkstatt Erzgebirge“ um Wolfgang Braun suchte. Bereits im Dezember 2021 grüßte Nussknacker Wilhelm von der ISS und spornte Wissenschaftler und Kunsthandwerker gleichermaßen an, neue vorweihnachtliche Produkte zu entdecken.

Pünktlich zum dritten Advent hob die 24 Zentimeter große Räucherrakete ab. Die Grundlage bildet eine Feder aus einer Formgedächtnislegierung, die aus der Weltraumforschung stammt und bislang vornehmlich in der Medizintechnik Einsatz findet. Besondere Eigenschaft des „aktiven“ Materials ist es, dass sich der Werkstoff unter Wärmeeinwirkung an eine zweite, vorher „eintrainierte“ geometrische Form erinnert und nach erfolgter Abkühlung wieder in die Ursprungsform zurückgeführt werden kann.

Die Legierung besteht im konkreten Fall in etwa zu gleichen Teilen aus Nickel und Titan. Je nach Anwendungsfall kann dem Material eine bestimmte Form antrainiert werden, beispielsweise die Veränderung vom geraden Draht zur gewundenen Feder. Stents werden heute in den meisten Fällen aus einer Formgedächtnislegierung gefertigt. Die Temperatur des menschliches Bluts reicht aus, um den Stent zu entfalten und in seine letztendliche Form zu bringen.

Weitere denkbare Anwendungen des smarten Materials wäre der Antrieb einer Lüftungsklappe eines Fahrzeugs, in dem die entsprechende Bewegung von einem dünnen Formgedächtnisdraht als Reaktion auf seine Erwärmung durchgeführt wird. In der Architektur wären Verschattungssysteme interessant, die sich allein über die Sonneneinstrahlung steuern ließen.

Eine weitere Anwenungsidee aus der Medizintechnik sind Thrombosestrümpfe, die so entworfen werden, dass das Textil in normalen Zustand dehnbar ist, um das Anziehen zu erleichtern und erst durch die Körperwärme seine Kompressionsform annimmt. Weitere Anwendungsszenarien wurden im Innovationsnetzwerk „Smart3“ in den letzten Jahren entwickelt. Eine Mitgliedschaft ist dort jederzeit möglich:

www.smarthoch3.de
www.iwu.fraunhofer.de

Wer eine Räucherrakete aus dem Erzgebirge erwerben will, der findet auf der Website der Erfinderwerkstatt Füchtner einen entsprechenden Link:

www.fuechtnerwerkstatt.de