Metalle mit Formgedächtnis „erinnern“ sich an ihre Form, sie können sich dehnen oder zusammenziehen und beispielsweise durch Erwärmung wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehren. Zustande kommt das Phänomen durch das „Umswitchen“ der Materialien auf atomarer Ebene, indem sie eine andere Gitterstruktur annehmen. Dieser Effekt ist bekannt, in seinen Ursachen und Wirkungen aber zu wenig erforscht, um ihn für die industrielle Anwendung zuverlässig nutzbar machen zu können. So lässt sich etwa das Verhalten der Werkstoffe bisher nur anhand von Experimenten und Beobachtungen vorhersagen, aber nicht von Grund auf simulieren.

Herrn Dr.-Ing. Rainer Fechte-Heinen ist dies in seiner Dissertation an der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum nun gelungen. Er hat er ein zuverlässiges und flexibles Modell entwickelt, mit dem es möglich ist, den Formgedächtniseffekt für verschiedene Anwendungen zu berechnen. Für seine herausragende Arbeit erhielt er den mit 2.500 Euro dotierten Werkstoffinnovationspreis von ThyssenKrupp.
Die Arbeit beschäftigt sich exemplarisch mit verschiedenen Werkstoffen wie Nickel-Titan- und Kupferbasislegierungen und macht ihr Verhalten erstmals von der mikroskopischen Ebene anfangend mathematisch berechenbar. Somit wird die „Entscheidung“ des Materials, wann es welche Form annimmt, transparent. Für zukünftige industrielle Anwendungen ergeben sich zahlreiche Vorteile. Beliebige Materialien mit Formgedächtniseffekt lassen sich exakt berechnen, die Anwender können anhand der Ergebnisse vorab entscheiden, ob sich der Einsatz bestimmter Werkstoffe lohnt oder nicht.

Bis es jedoch soweit ist, werden noch einige Jahre vergehen, denn Dr. Fechte-Heinens Arbeit ist zunächst ein Beitrag zur Grundlagenforschung mit der Formgedächtnistechnik und muss für industrielle Anwendungen noch weiterentwickelt werden. Er tut dies künftig bei ThyssenKrupp Steel, dem Unternehmen, das als langjähriger Kooperationspartner der Fakultät für Maschinenbau der RUB auch das neue Materialforschungsinstitut ICAMS (Interdisciplinary Centre for advanced Materials Simulation) unterstützt.