Od nakrętek i śrub do inteligentnych metali: Nowe, drukowane w 3D stopy z pamięcią kształtu mogą na nowo zdefiniować inżynierię
Naukowcy opracowali aktywne metapowierzchnie blokujące (ILM) wykorzystujące stopy z pamięcią kształtu (SMA), takie jak nikiel-tytan (NiTi), które są metalami, które mogą "zapamiętać" i powrócić do swojego pierwotnego kształtu po podgrzaniu. Te nowe ILM mogą blokować się i odblokowywać w zależności od temperatury, co czyni je inteligentniejszym sposobem tworzenia mechanicznych połączeń między materiałami.
Tradycyjnie, połączenia i elementy złączne, takie jak śruby lub kleje, są używane do utrzymywania komponentów razem. Jednak ILM wykorzystują maleńkie elementy blokujące do łączenia części, umożliwiając im przenoszenie siły i ograniczanie ruchu w precyzyjnych kierunkach. Być może zastanawiają się Państwo, w czym tkwi innowacyjność? Polega ona na dodaniu aktywnych materiałów, takich jak NiTi, które zmieniają kształt po podgrzaniu, aby te połączenia były bardziej responsywne. Złącza te pozwalają na kontrolowane łączenie i rozłączanie powierzchni, bez potrzeby ręcznej interwencji lub siły zewnętrznej.
Badanie badanie zbadano dwa różne projekty ILM, zwane Pinch Grip (PG) i Expanding Anchors (EA). Zostały one zbudowane przy użyciu techniki zwanej produkcją addytywną, która jest podobna do druku 3D ale dla metali. Podgrzewając te struktury, naukowcy mogli aktywować efekt pamięci kształtu (SME), umożliwiając częściom poruszanie się, blokowanie lub odblokowywanie w zależności od potrzeb. Sprawia to, że połączenia są elastyczne i idealne do dynamicznych środowisk, w których komponenty mogą wymagać częstego ponownego montażu lub regulacji.
Korzystając z modelowania komputerowego (analiza elementów skończonych), zespół był w stanie przewidzieć, jak te ILM będą zachowywać się pod wpływem naprężeń, a testy termomechaniczne wykazały, że mogą one wytrzymać wielokrotne użytkowanie bez utraty wytrzymałości lub zdolności do odzyskiwania kształtu.
Badanie to jest główną wizytówką tego, w jaki sposób połączenie zaawansowanych materiałów i produkcji addytywnej może prowadzić do nowych sposobów tworzenia mocnych, elastycznych i inteligentnych połączeń dla inżynierii i przemysłowych zastosowań przemysłowych.
Źródło(a)
