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Das Potenzial von Formgedächtnislegierungen als Aktoren für Stellbewegungen auszunutzen, dabei helfen die Ergebnisse der Doktorarbeit von Dr. Marvin Schuleit aus der Fakultät für Maschinenbau. Dr. Marcel van Delden aus der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik hat Messsysteme auf Basis von Mikrowellen verbessert. Beide Forscher der Ruhr-Universität Bochum wurden für ihre herausragenden Arbeiten mit dem diesjährigen Gebrüder-Eickhoff-Preis ausgezeichnet. Der Preis wurde am 8. Juli 2025 übergeben.
Formgedächtnismaterialien mit Leiterplatten verbinden
Formgedächtnislegierungen wie Nickel-Titan (NiTi) sind faszinierende Werkstoffe: Sie erinnern sich an ihre ursprüngliche Form und kehren nach einer Verformung durch Erwärmung oder mechanische Einwirkung von selbst in diese Ausgangsform zurück. „Diese Eigenschaft macht sie ideal für Aktorik-Anwendungen, bei denen Stellbewegungen unter Last erforderlich sind“, sagt Marvin Schuleit. „Ihr Potenzial liegt in der kompakten Bauweise, der hohen Leistungsdichte sowie dem geräuschlosen und intelligenten Betrieb.“ Damit solche Materialien in technische Systeme integriert werden können, müssen sie sowohl mechanisch stabil als auch elektrisch zuverlässig mit anderen Komponenten verbunden werden – eine doppelte Herausforderung, die bisher oft mit hohem Entwicklungsaufwand und individuellen Lösungen bewältigt wurde.
Marvin Schuleit entwickelte in seiner Arbeit zwei laserbasierte Verbindungstechniken für NiTi-Drähte und Leiterplatten: Zum einen das gezielte Schmelzen und Formen von Kugeln an den Drahtenden, die anschließend in Leiterplatten eingepresst werden. Zum anderen das direkte Laserschweißen, bei dem der Draht ohne weitere Materialien mit der Leiterplatte verbunden wird. „Da Leiterplatten in nahezu allen elektronischen Anwendungen essenziell sind, bieten sie eine ideale, standardisierte Schnittstelle für die Integration von NiTi-Drähten“, sagt Marvin Schuleit. Die Untersuchungen im Rahmen der Dissertation haben gezeigt, dass beide Ansätze auch unter realistischen Bedingungen über zehntausende Zyklen hinweg zuverlässig funktionieren.
Pressekontakt
Dr. Marvin Schuleit
E-Mail: marvin.schuleit@ruhr-uni-bochum.de
Alle Komponenten auf einem Chip
Messsysteme auf Basis von Mikrowellen kommen in vielfältigen Anwendungen zum Einsatz – von Radarsystemen für autonomes Fahren über die berührungslose Überwachung industrieller Prozesse bis hin zur medizinischen Diagnostik. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit solcher Systeme sind die Bandbreite, Stabilität und Linearität der erzeugten Signale. „Diese drei Eigenschaften stehen jedoch im Widerspruch zueinander“, erklärt Marcel van Delden.
Ziel seiner Dissertation war es daher, Signale zu entwickeln, die eine bislang unerreichte Kombination dieser Eigenschaften vereinen. Neben der Erforschung neuer Konzepte und Simulationsmodelle für die Schaltungsentwicklung war ein zentraler Ansatz die sogenannte monolithische Integration aller notwendigen Schaltungskomponenten auf nur einem einzigen Chip. Anders als bei digitalen Prozessoren wie einem Prozessor im PC oder Smartphone, die mit Nullen und Einsen rechnen, verarbeiten diese Chips komplexe Mikrowellensignale. Zum Einsatz kam eine hochmoderne Halbleitertechnologie, eine sogenannte BiCMOS SiGe:C Technologie der Infineon Technologies AG.
Pressekontakt
Dr. Marcel van Delden
E-Mail: marcel.vandelden@ruhr-uni-bochum.de
Eickhoff-Preis
Der Gebrüder-Eickhoff-Preis steht nicht nur für exzellente Forschungsarbeiten, sondern auch für die fruchtbare Verbindung zwischen dem Bochumer Campus und Unternehmen mit lokalen Wurzeln. Die Firma Eickhoff stiftete den Preis 1989 anlässlich ihres 125-jährigen Bestehens und verleiht ihn jährlich für herausragende Dissertationen aus den Bereichen Maschinenbau sowie Elektrotechnik und Informationstechnik.
Dr. Marvin Schuleit
E-Mail: marvin.schuleit@ruhr-uni-bochum.de
Dr. Marcel van Delden
E-Mail: marcel.vandelden@ruhr-uni-bochum.de
Criteria of this press release:
Journalists
Electrical engineering, Mechanical engineering
transregional, national
Research results
German
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