NiTi Wire — Mit Formgedächtnis und Superelastizität in die Zukunft

Nitinoldraht ist eine intelligente Metalllegierung aus Nickel (Ni) und Titan (Ti), die für ihren einzigartigen Formgedächtniseffekt (SME) und ihre Superelastizität (SE) bekannt ist. Es hat Anwendungen in der Kieferorthopädie, in medizinischen Geräten, in industriellen Systemen und in fortschrittlichen Technologien revolutioniert. Wenn Nitinol unter Belastung verformt wird, durchläuft es eine reversible Phasenumwandlung, bei der es durch Temperatur- oder Spannungsänderungen vom martensitischen in den austenitischen Zustand zurückkehrt und so eine echte umweltgerechte Anpassung ermöglicht.

Als professioneller Hersteller von Titanlegierungen bietet Chalco Titanium hochwertigen Nitinol-Draht an, der durch eine vollständig kontrollierte Prozesskette (Schmelzen → Warmwalzen → Präzisionsziehen → Wärmebehandlung) hergestellt wird. Unsere Produkte entsprechen der Norm ASTM F2063 (Norm für Formgedächtnislegierungen) und der ISO 13485 (Qualitätsmanagement für Medizinprodukte) und gewährleisten so zuverlässige Phasenumwandlungseigenschaften und eine zertifizierte Biokompatibilität.

Kernfunktionalitäten: Formgedächtniseffekt & Superelastizität

Formgedächtniseffekt, SME

Wenn er niedrigen Temperaturen oder hoher Beanspruchung ausgesetzt ist, durchläuft Nitinoldraht eine Phasenumwandlung von seinem hochsymmetrischen austenitischen Zustand zu einer martensitischen Struktur mit niedriger Symmetrie. In dieser martensitischen Phase kann das Material eine erhebliche plastische Verformung erleiden und seine veränderte Form beibehalten. Sobald die Temperatur über die Transformationsschwelle steigt oder die Spannung beseitigt wird, wird der Draht einer umgekehrten Transformation unterzogen, d. h. er erhält eine präzise Wiederherstellung seiner ursprünglichen voreingestellten Form. Dieser intelligente Phasenwechselmechanismus erfolgt in einem einstellbaren Temperaturbereich von -50 °C bis 100 °C, der über das Ni-Ti-Verhältnis einstellbar ist. Es ermöglicht eine Wiederherstellungsgenauigkeit im Millimeterbereich, wodurch Nitinol ideal für Anwendungen wie selbstexpandierende Stents und thermisch betätigte Geräte geeignet ist.

Superelastizität, SE

Beim Betrieb oberhalb der Austenit-Oberflächentemperatur (Af) induziert die äußere Spannung eine reversible martensitische Umwandlung im Draht, die eine wiederholbare "pseudoelastische" Dehnung von bis zu 8 % ermöglicht. Beim Entladen kehrt das Material vollständig in seine ursprüngliche Form zurück, wodurch eine ausgeprägte Hystereseschleife entsteht. Mit einem Plateauspannungsbereich von 200 bis 600 MPa – deutlich höher als die Elastizitätsgrenze herkömmlicher Metalle – in Kombination mit einer extrem hohen Ermüdungslebensdauer (≥10⁷ Zyklen) bietet Nitinol eine außergewöhnliche Leistung in anspruchsvollen Anwendungen wie Gefäßführungsdrähten und erdbebensicheren Verbindungselementen.

Hauptproduktkategorien von NiTi-Draht

Superelastischer NiTi-Draht

Zeigt eine starke Superelastizität bei Raumtemperatur und erholt sich von einer Verformung von bis zu 8 % mit einem stabilen Spannungsplateau von 200–600 MPa – ideal, um bleibender Verformung zu widerstehen.

Medizinische Intervention: vaskuläre und neurologische Führungsdrähte

Industrielle Komponenten: Steckverbinder mit hoher Zuverlässigkeit

Unterhaltungselektronik: Klappbare Gerätescharniere

Hitzeaktivierter NiTi-Draht

Aktiviert das Formgedächtnis durch Erhitzen auf eine voreingestellte Temperatur (-30 °C bis 100 °C) und ermöglicht so eine Wiederherstellung im Millimeterbereich und die Integration in intelligente thermische Systeme.

Medizinprodukte: selbstexpandierende Stents

Industrielle Aktuatoren: mikrofluidische Ventile

Luft- und Raumfahrtsysteme: Mechanismen zum Einsatz von Solarmodulen

Kupfer-NiTi-Draht

Legiert mit 3–5 % Kupfer, um die Hysterese um 50 % zu reduzieren und die thermische Stabilität zu verbessern, indem es Superelastizität und Formgedächtnis für hochpräzise Anwendungen kombiniert.

Präzisionsoptik: einstellbare Linsenfokusaktuatoren

Energiesysteme: Mechanismen der thermischen Energierückgewinnung

Teflonbeschichtete NiTi-Drähte

Die PTFE-Beschichtung senkt die Reibung auf 0,05 bis 0,1 und sorgt für Superelastizität und Schmierfähigkeit, ideal für die dynamische Reibungskontrolle.

Minimalinvasive Chirurgie: Neuro-Führungsdrähte

Präzisionsrobotik: Mikro-Aktuator-Gelenke

NiTi Kieferorthopädische Drähte

Ein spezialisierter Zweig von NiTi-Drähten, die für die Zahnkorrektur entwickelt wurden, einschließlich superelastischer, wärmeaktivierter und Kupfer-NiTi-Varianten. Diese Drähte liefern sanfte und kontinuierliche Kräfte (50–300 g), um eine effektive Zahnbewegung zu ermöglichen.

Weitere Informationen: Detaillierte Informationen zur Auswahllogik, zur Anpassung der Bogenform und zu stadienspezifischen kieferorthopädischen Strategien finden Sie im Leitfaden: NiTi Archwire für die Kieferorthopädie.

Ganz gleich, ob Sie ultraglatte Führungsdrähte für minimalinvasive Geräte entwickeln, intelligente Einsatzmechanismen für die Luft- und Raumfahrt entwickeln oder die mechanische Steuerung bei Zahnkorrekturen optimieren, Chalco Titanium bietet NiTi-Drahtlösungen mit abstimmbarer Transformationsleistung und vollständiger Prozessrückverfolgbarkeit. Schnelles Angebot

Spezifikationen und Lieferformen von NiTi-Draht

Chalco Titanium bietet zwei primäre Lieferformen von NiTi-Draht an, die beide den Normen ASTM F2063 entsprechen. Mit einer Durchmessertoleranz von ±0,02 mm sind diese Drähte so konstruiert, dass sie die strengen Anforderungen medizinischer und präzisionsindustrieller Anwendungen erfüllen.

Weitere Informationen finden Sie im speziellen technischen Leitfaden: [NiTi-Bögen für die Kieferorthopädie].

NiTi-Draht mit gerader Länge

Gewickelter NiTi-Draht

Kernanwendungen von NiTi-Draht

NiTi-Legierungsdraht nutzt seinen einzigartigen Formgedächtniseffekt (SME) und seine Superelastizität (SE), um einen unersetzlichen Wert in den Bereichen Medizin, Industrie, Konsumgüter und Kieferorthopädie zu bieten.

Minimalinvasive Medizinprodukte

• Superelastische NiTi-Führungsdrähte (Ø 0,1–0,4 mm) bieten eine Drückbarkeit von >85 % durch >90°-Koronarbiegungen – im Vergleich zu ≈60 % bei Edelstahl – und minimieren so das Gefäßwandtrauma.
• Selbstexpandierende Stents, die aus NiTi-Draht geflochten sind, erreichen eine radiale Erholung von >95 % nach Aktivierung der Körpertemperatur, ideal für die Behandlung von peripheren Gefäßstenosen.
• Wärmeaktivierte NiTi-Aktuatordrähte ermöglichen eine präzise Steuerung der Biopsiezange in endoskopischen Instrumenten und erreichen so über 50.000 Betätigungszyklen.

Fortschrittliche Industriekomponenten

• Wärmeaktivierte NiTi-Drähte (Ø 0,2–0,5 mm) treiben mikrofluidische Ventile mit einer Durchflussregelungsgenauigkeit von ±0,05 ml/min an, geeignet für PCR-Chip-Systeme.
• Superelastische NiTi-Verbindungspins, die in USB-C-Steckverbindern verwendet werden, durchlaufen 50.000 Einsteckzyklen ohne Ausfall (IEC 60512-zertifiziert).
• Weltraumtaugliche Klappflügel nutzen thermische Gradienten (-80 °C → 150 °C), um eine Formwiederherstellung mit Entfaltungswinkelfehler auszulösen <1°.

Konsumgüter

• Superelastische NiTi-Brillenfassungen halten einer Verwindung von >30° stand und stellen sich vollständig wieder her und bieten eine 3× längere Lebensdauer als Standard-Titanfassungen.
• Hitzeaktivierte NiTi-BH-Bügel (Af ≈ 35 °C) passen sich der Körpertemperatur an und verbessern so die Druckgleichmäßigkeit um 40 %.
• Superelastische NiTi-basierte Antennen werden um 60 % zusammengedrückt und prallen mit <0.5 dB signal loss in 5G millimeter wave bands.

Kieferorthopädische Behandlungen

NiTi-Bögen bieten konsistente, biokompatible Kräfte für eine effiziente Zahnbewegung und verkürzen die Behandlungszeit um bis zu 30 % im Vergleich zu Edelstahldrähten.

Zuverlässigkeit und Qualitätssicherung in der Lieferkette

Chalco Titanium hat ein Qualitätskontrollsystem für den gesamten Zyklus vom Rohmaterial bis zur Lieferung eingerichtet, um sicherzustellen, dass jede Charge NiTi-Draht genau den mechanischen und funktionalen Anforderungen medizinischer, industrieller und kieferorthopädischer Anwendungen entspricht.

Produktions- und Prozesssteuerung

• Vakuumschmelzen und Warmwalzen: Verwendet VAR (Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen) und VIM (Vakuum-Induktionsschmelzen), um Verunreinigungen zu minimieren. Auf das Warmwalzen und Schmieden folgt das Säurebeizen, um Oxidablagerungen und Eigenspannungen zu entfernen.
• Multi-Pass Drawing & Annealing: Feindurchmesserkontrolle mit ±0,02 mm Toleranz durch mehrstufiges Kaltziehen. Zwischen- und Endglühen optimieren das Korngefüge und verbessern die Duktilität.
• Oberflächenveredelung: Beizen, Polieren oder Mikrolichtbogenoxidation verbessern die Oberflächenglätte und Korrosionsbeständigkeit.

Zertifizierung & Qualitätsprüfung

• Alle NiTi-Drahtprodukte entsprechen ASTM F2063 (Draht aus Formgedächtnislegierungen), ISO 15841 (Leistung des kieferorthopädischen Bogens) und ISO 13485 (Qualitätssystem für medizinische Geräte).
• Zu den standardisierten Prüfverfahren gehören die Analyse der chemischen Zusammensetzung, die optische/Ultraschall-Fehlererkennung, Zug-/Biegeprüfungen und die Prüfung der Umwandlungstemperatur (Af/Mf).
• Vollständige Dokumentation pro Charge verfügbar, einschließlich SDB, superelastischer Ermüdungsleistung und Fehler-Screening-Berichte.

Anpassung und Chargenversorgung

• Unterstützt die kundenspezifische Bearbeitung von geraden Drähten, gewickelten Drähten und vorgeformten Bögen (z. B. Oval, D-Form, Reverse Curve) nach Kundenzeichnungen oder -spezifikationen.
• Standarddraht: 7–10 Werktage; kundenspezifischer vorgeformter Draht: 10–15 Werktage. Prototyping in kleinen Serien auf Anfrage möglich.

Verpackung & Logistik

• Mehrschichtige Anti-Feuchtigkeits- und Antioxidationsverpackungen oder vakuumversiegelte Beutel mit Chargennummern, Produktionsdatum und QR-Code. Die Spulen sind mit rutschfesten Drahthaltern ausgestattet.
• Partnerschaft mit großen internationalen Logistikanbietern für Tür-zu-Tür-Lieferung und Unterstützung bei der Zollabfertigung, um einen pünktlichen Versand weltweit zu gewährleisten.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist der Umwandlungstemperaturbereich von NiTi-Draht und wie kann er eingestellt werden?

Standard-NiTi-Draht hat einen Umwandlungstemperaturbereich von -50 °C bis +100 °C. Der Af-Punkt kann durch Anpassen des Ni-Ti-Atomverhältnisses (±0,1 at.% verschiebt Af um 5–10°C) oder durch Zugabe von 3–5 at.% Cu zur Stabilisierung des Phasenverhaltens feinjustiert werden.

Was ist die maximal wiederherstellbare Dehnung von superelastischem NiTi-Draht?

Superelastischer NiTi-Draht kann bis zu 8 % vollständig reversibler Dehnung standhalten und übertrifft damit Edelstahl (<1%) and titanium alloys (<2%). Fatigue life exceeds 10⁷ cycles, as verified by ASTM F2516 standards.

Wie wird die Biokompatibilität der NiTi-Legierung sichergestellt?

Medical-grade NiTi wires comply with ISO 10993-5 cytotoxicity standards. Nickel ion release is controlled below 0.1 μg/cm²/day (via electrolytic polishing and Teflon® coating), well under the EU implant threshold of 0.2 μg/cm²/day.

Wie hoch ist die Betätigungsgeschwindigkeit und Lebensdauer von industriellen NiTi-Aktuatoren?

Thermisch aktivierte NiTi-Drähte (≤0,5 mm Durchmesser) reagieren in 0,1–1 Sekunden. Nutzungsdauer:

• Superelastischer Modus: >10⁷ Zyklen
• Formgedächtnismodus: >10⁵ Zyklen unter Last von ≤300 MPa

Wie sollte NiTi-Draht gereinigt und gelagert werden?

• Draht in Industriequalität: Reinigung mit Ultraschall + wasserfreiem Ethanol
• Medizinischer Draht: Mit steriler Kochsalzlösung spülen

In einer vakuumversiegelten, feuchtigkeitsbeständigen Verpackung vor Licht und körperlicher Beanspruchung geschützt lagern, idealerweise bei 10–30 °C.