Efectul de memorie de formă: inginerie care răspunde mediului înconjurător
Dintre toate proprietățile aliajului de nitinol, efectul de memorare a formei este cel care surprinde cel mai constant inginerii care întâlnesc pentru prima dată acest material. Conceptul pare aproape contraintuitiv: deformați metalul, iar acesta își amintește forma pe care ar trebui să o aibă. Totuși, acest lucru nu este un truc sau un comportament superficial. Este o consecință fundamentală a transformării cristalografice de fază care definește proprietățile aliajului de nitinol la nivel atomic. Când nitinolul se află în faza sa martensitică, la temperatură scăzută, structura sa cristalină este relativ moale și ușor de remodelat. Îl puteți îndoi, comprima sau întinde într-o nouă configurație. Materialul păstrează această nouă formă atâta timp cât rămâne sub temperatura de transformare. În momentul în care se aplică căldură peste temperatura de finalizare a austenitei, structura cristalină se reorganizează din nou în forma sa originală, la temperatură ridicată, iar componenta se mișcă fizic înapoi către geometria sa preprogramată. Această transformare poate fi ajustată în timpul fabricației prin modificarea raportului nichel-titan și prin prelucrarea termomecanică. Inginerii pot stabili temperatura de transformare în orice interval, de la mult sub zero până la peste temperatura corpului uman, în funcție de aplicație. Această posibilitate de reglare este una dintre cele mai valoroase caracteristici comerciale ale proprietăților aliajului de nitinol, deoarece permite proiectanților să creeze componente care se activează în condiții termice foarte specifice. În domeniul medical, această proprietate a transformat modul în care se realizează anumite proceduri. Agrafele ortopedice din nitinol sunt răcite înainte de inserție, astfel încât să rămână într-o formă dreaptă, ușor de manipulat. Odată plasate în organism, acestea se încălzesc până la temperatura corpului și se contractă, aducând fragmentele osoase în contact cu o forță constantă și controlată. Nu este necesară nicio strângere mecanică. Agraful își desfășoară automat funcția. În domeniul aerospațial și al roboticii, actuatorii cu efect de memorare a formei, concepuți pe baza proprietăților aliajului de nitinol, înlocuiesc motoarele electrice și sistemele hidraulice în aplicațiile în care trebuie minimizate greutatea și complexitatea. Un fir de nitinol poate suferi o contracție de câțiva procente din lungimea sa la încălzire, generând o forță semnificativă în raport cu masa sa. Acest lucru îl face o opțiune atrăgătoare pentru actuatori ușori utilizați în sateliți, drone și sisteme robotice moi. De asemenea, merită subliniată repetabilitatea efectului de memorare a formei. Nitinolul procesat corespunzător poate efectua mii de cicluri de transformare cu o modificare minimă a performanței. Această durabilitate asigură faptul că produsele concepute pe baza proprietăților aliajului de nitinol își mențin funcționalitatea pe tot parcursul unei perioade lungi de utilizare, reducând nevoia de înlocuire și sprijinind obiectivele de sustenabilitate în proiectarea produselor.
EN
