Сплавы с памятью формы - сокращенно FGL - это металлы, такие как нитинол (никель-титан), которые запоминают свою первоначальную форму после деформации и могут вернуть ее после ввода энергии. Это свойство известно как эффект памяти формы и может наблюдаться не только в металлических сплавах, но также в полимерах и керамике.
Сила через память
Csi специализируется на разработке продуктов в автомобильной промышленности. По словам эксперта по технологиям Дэниела Грюнера, в основном существует три эффекта: односторонний, двухсторонний и эффект суперэластичности. Инженер объясняет: «В холодном состоянии материал может быть деформирован псевдопластом до удлинения около 8%. Псевдопластика означает, что атомы металла не диффундируют, а остаются в своих положениях решетки, и решетка просто складывается. Форма материала произвольная. Если деформированный SMA нагревают выше его температуры перехода, решетки сплава возбуждаются, чтобы сложиться обратно в свою обученную основную форму. FGL возвращается в исходную форму ». Такое поведение также называется односторонним эффектом. Изменение формы полезно только, однако,если сила может быть создана с ним. Чем больше псевдопластическая деформация и чем больше материал не может принять свою первоначальную форму, тем выше сила, которую можно получить от движения.
Картинная галерея
Картинная галерея с 7 картинками
Так называемый двухсторонний эффект аналогичен одностороннему эффекту с той разницей, что материал имеет предпочтительную форму в холодном состоянии. Если SMA нагревается от его предпочтительной формы, решетки складываются в их фактическую основную форму. Если материал затем остывает без нагрузки, он возвращается к своей предпочтительной форме. Однако можно использовать только возврат к фактической базовой форме. В холодном состоянии материал слишком легко деформируется из-за своей псевдопластичности, чтобы создавать полезные силы. Температура, при которой должно происходить восстановление, может существенно зависеть от состава сплава. Чем выше содержание никеля, тем ниже температура фазового перехода. Температура вводится электрическим током (нагревательный резистор) или внешними нагревательными элементами или нагревательными средами.
Другой эффект - псевдоэластичность. FGL всегда выше его температуры перехода, которая также может быть при комнатной температуре. Если вы растянете материал за пределы его реальной упругой составляющей примерно на 0,2-0,5%, сетки будут сгибаться с увеличением удлинения. Когда материал освобождается, решетки возвращаются к своей основной форме, как резина. Этот эффект действует до удлинения около 6%, что превышает эластичность обычных металлов в 20 раз. Здесь говорят о сверхэластичности.
Преимущества для автомобильной промышленности
Даниэль Грюнер убежден, что существующие механизмы для автомобильной промышленности могут быть упрощены с помощью FGL и что в будущем может быть реализована совершенно новая кинематика. Приводы с памятью формы особенно подходят для бесшумных движений с ограниченным диапазоном перемещения в диапазоне до 16 мм при использовании тянутой проволоки длиной 200 мм без отношения силы или пути.
На силы позиционирования и диапазоны перемещения может существенно влиять форма полуфабриката и принцип действия (растяжение, давление, кручение, осевое усилие и изгиб). Разнообразие полуфабрикатов форм велико. В дополнение к проволоке и изделиям из проволоки (стенты, проволочные пружины и т. Д.) Используются также листы и рукава. Материал также может быть напечатан в 3D. Общим для всех форм является то, что пространство для установки - с продуманным дизайном кинематики - обычно так же велико, как и сам привод с памятью формы.
Открыто первое развертывание FGL
На основе дипломной работы бакалавра Csi разработала OLED-дисплей из фольги, сокращенно FOLED, который развертывается с использованием кинематики FGL, основанной на одностороннем эффекте. Например, дисплей может быть расположен под верхней частью приборной панели.
Принцип действия: пружина растяжения, изготовленная из SMA, раздвигается двумя обычными пружинными ножками и размещается вокруг ролика дисплея. Когда пружина нагревается, она сжимается и поворачивает ролик обратно своим ходом. FOLED дисплей скатывается с рулона. Теперь речь идет об оптимизации концепции. Даниэль Грюнер: «Теперь мы спроектировали и аттестовали пружину SMA таким образом, чтобы она достигла определенного хода». Кроме того, Csi работает над управлением и регулированием приводов SMA и создает испытательный стенд, с помощью которого перемещение во времени, сила позиционирования и электрическое сопротивление могут быть записаны. (Qui)