De porcas e parafusos a metais inteligentes: Novas ligas com memória de forma impressas em 3D podem redefinir a engenharia
Pesquisadores desenvolveram metassuperfícies de intertravamento ativo (ILMs) usando ligas com memória de forma (SMAs) como o níquel-titânio (NiTi), que são metais que podem "lembrar" e retornar à sua forma original quando aquecidos. Esses novos ILMs podem travar e destravar com base na temperatura, o que os torna uma maneira mais inteligente de criar conexões mecânicas entre materiais.
Tradicionalmente, as juntas e os fixadores, como parafusos ou adesivos, são usados para manter os componentes unidos. No entanto, os ILMs usam minúsculos recursos de intertravamento para conectar as peças, permitindo que elas transmitam força e limitem o movimento em direções precisas. O senhor deve estar se perguntando onde está a inovação em tudo isso? A inovação está na adição de materiais ativos como o NiTi, que mudam de forma quando aquecidos, para tornar essas juntas mais responsivas. Essas juntas permitem o acoplamento e o desacoplamento controlados das superfícies, sem a necessidade de intervenção manual ou força externa.
O estudo explorou dois projetos diferentes de ILM, chamados Pinch Grip (PG) e Expanding Anchors (EA). Eles foram construídos usando uma técnica chamada manufatura aditiva, que é semelhante à impressão 3D mas para metais. Ao aquecer essas estruturas, os pesquisadores puderam ativar o efeito de memória de forma (SME), permitindo que as peças se movessem, travassem ou destravassem conforme necessário. Isso torna as juntas adaptáveis e ideais para ambientes dinâmicos, onde os componentes podem precisar ser remontados ou ajustados com frequência.
Usando modelagem computadorizada (análise de elementos finitos), a equipe conseguiu prever como esses ILMs se comportariam sob tensão, e os testes termomecânicos mostraram que eles poderiam suportar o uso repetido sem perder a resistência ou a capacidade de recuperação da forma.
Esse estudo é uma importante demonstração de como a combinação de materiais avançados e manufatura aditiva pode levar a novas formas de criar conexões fortes, flexíveis e inteligentes para engenharia e industriais e industriais.
