Torque-Eigenschaften von Stahl- und Nitinol-Drähten

Zusammenfassung

Stahldraht und Nickel-Titanium-Draht werden auf ihre Verwindungseigenschaften untersucht. Drehmoment und resultierender Torque werden gemessen und verglichen. Die Abhängigkeit von Querschnitt und Arbeitslänge wird dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß Stahldraht fünfmal steifer ist als Nitinol. Die Elastizitätsbreite in bezug auf die bleibende Verwindung ist bei Nitinol annähernd doppelt so groß wie bei Stahldraht. Nitinol unterscheidet sich grundlegend von Stahldraht: Aufgrund eines niedrigeren Elastizitätsmoduls weist Nitinol eine hohe Elastizitätsbreite auf, ohne in seinem plastischen Verhalten zu sehr eingeschränkt zu sein. In der klinischen Anwendung ist es somit möglich, Einzelzahntorque mit schwachen Kräften über eine lange Zeitdauer wirken zu lassen.

Summary

A comparison was made between rectangular stainless steel wires and nickel titanium wires of the same cross section by a torsion test. The testing was performed by stepwise twisting of the wires to increasing values of torsion. The resulting momentum (force) and permanent angulation (torque) were recorded. Wires with different cross-sectional dimensions were tested and for Nitinol wires the effect of gaugelength was examined. The results showed that the stainless steel wire was five times stiffer than the corresponding Nitinol wire. The elastic range with respect to the permanent angulation (torque) was approximately double that of stainless steel. Nitinol is fundamentally different from stainless steel wire: Due to a lower modulus of elasticity Nitinol wire shows a large elastic working range without being limited too much in its plastic behaviour. For clinical use it is possible to apply adequate torque, provided a minimum gauge length of 3 mm is used. Nitinol allows the application of weak continuous forces over a long period.

Résumé

On a cherché à étudier les caractères de torsion du fil d'acier et du Nitinol. On a mesuré et comparé le moment de torsion et de torque, puis démontré l'influence de la section transversale et de la longueur du fil. Les résultats montrent que le fil d'acier est cinq fois plus rigide que le Nitinol. La marge d'élasticité en fonction du torque est deux fois plus grande avec le Nitinol qu'avec un fil d'acier. Il y des différences fondamentales entre le Nitinol et un fil d'acier: à cause d'un module d'élasticité inférieur à l'acier, le Nitinol conserve une large marge d'élasticité sans être trop limité dans son caractère plastique. Dans l'application clinique, il est donc possible de mettre un torque individuel de forces légères pendant une longue période de temps.