От гаек и болтов до "умных" металлов: Новые 3D-печатные сплавы с памятью формы могут переосмыслить инженерное дело
Исследователи разработали активные взаимосвязанные метаповерхности (ILM) с использованием сплавов с памятью формы (SMA), таких как никель-титан (NiTi), которые представляют собой металлы, способные "запоминать" и возвращаться к своей первоначальной форме при нагревании. Эти новые ILM могут блокироваться и разблокироваться в зависимости от температуры, что делает их более разумным способом создания механических соединений между материалами.
Традиционно для удержания компонентов вместе используются соединения и крепежи, такие как болты или клей. Однако ILM используют крошечные блокирующие элементы для соединения деталей, позволяя им передавать силу и ограничивать движение в точных направлениях. Возможно, Вы задаетесь вопросом, в чем же заключается инновация? Она заключается в добавлении активных материалов, таких как NiTi, которые меняют форму при нагревании, чтобы сделать эти соединения более отзывчивыми. Такие суставы позволяют контролировать сцепление и расцепление поверхностей, не требуя ручного вмешательства или внешней силы.
На сайте исследование изучались две различные конструкции ILM, названные Pinch Grip (PG) и Expanding Anchors (EA). Они были созданы с помощью техники, называемой аддитивным производством, которая похожа на 3D-печать но для металлов. Нагревая эти конструкции, исследователи активировали эффект памяти формы (SME), позволяя деталям двигаться, фиксироваться или разблокироваться по мере необходимости. Это делает соединения адаптируемыми и идеальными для динамичных сред, где компоненты могут нуждаться в частой сборке или регулировке.
Используя компьютерное моделирование (конечно-элементный анализ), команда смогла предсказать, как эти ILM будут вести себя под нагрузкой, а термомеханические испытания показали, что они могут выдерживать многократное использование без потери прочности и способности восстанавливать форму.
Это исследование является важным примером того, как сочетание передовых материалов и аддитивного производства может привести к новым способам создания прочных, гибких и "умных" соединений для машиностроения и промышленных применения.
Источник(и)
