Už žádné šrouby a matice, ale nové nikl-titanové spoje

Technologie ILM nabízí změnu konstrukcí mechanických spojů ve výrobě pro letectví, robotiku a biomedicínská zařízení.

Jako kostky Lega, nebo suché zipy. ILM spojuje dvě tělesa tím, že přenáší sílu a omezuje pohyb. Až dosud byl tento způsob spojování pasivní a vyžadoval patřičnou sílu.

Nové, nikl-titanové spoje, můžou po deformaci změnou teploty obnovit svůj původní tvar.

Řízení technologie spojování pomocí změn teploty otevírá nové možnosti pro inteligentní, přizpůsobivé struktury bez ztráty pevnosti, nebo stability. Navíc s většími možnostmi flexibility a funkčnosti.

Slitina s pamětí

V rámci spolupráce Texaské univerzity A&M a Národní laboratoře Sandia, vědci významně zdokonalili novou technologii spojování. Propojené metapovrchy (ILM), které jsou navržené tak, aby zvýšily pevnost a stabilitu konstrukce ve srovnání s tradičními technikami, jako jsou šrouby a lepidla. A to pomocí slitin s pamětí tvaru (SMA).

„Aktivní ILM mají revoluční potenciál změnit konstrukci mechanických spojů v průmyslových odvětvích vyžadujících přesnou a opakovatelnou montáž a demontáž,“ řekl Abdelrahman Elsayed, odborný asistent na katedře materiálové vědy a inženýrství v Texas A&M.

Použití ILM

Praktické aplikace zahrnují návrhy rekonfigurovatelných komponentů pro leteckou a kosmickou techniku, u nichž je třeba díly několikrát sestavit a rozebrat.

Aktivní ILM by také mohly poskytnout flexibilní a přizpůsobitelné klouby pro robotiku, které by zlepšily její funkčnost. V biomedicínských zařízeních by mohla pacientům nabídnout lepší možnosti pro schopnost přizpůsobení implantátů a protéz pohybům těla a teplotám.

Efekt tvarové paměti

Součástky využívají efekt tvarové paměti SMA k obnovení tvaru ILM přidáním tepla. Vědci doufají, že na těchto zjištěních využijí superelastický efekt SMA k vytvoření ILM, které vydrží velké deformace a okamžitě se zotaví i při velmi vysokých úrovních deformace.  

Dosažení superelasticity ve složitých 3D tištěných ILM umožní lokalizovanou kontrolu strukturální tuhosti a usnadní opětovné připojení pomocí vysokých uzamykacích sil.

Vědci navíc očekávají, že tato technologie bude řešit dlouhodobé problémy spojené s technikami spojování v extrémních prostředích.

Zdroj: EurekAlert, Science Direct_ Materials & Design