Tím výskumných pracovníkov z Texas A&M University a Sandia National Laboratories nedávno uverejnil dôležitú štúdiu o vzájomne prepojených mriežkách metamateriálov (ILM) v časopise Materials & Design s názvom aktívne vzájomne prepojené metasurfaces umožnené zliatinami tvarovej pamäte. Tento výskum využíva zliatiny tvarovej pamäte (SMAS) a 3D tlač na vývoj novej aktívnej technológie metamateriálov METAMITICES METAMITICES, od ktorej sa očakáva, že revolúcia v oblasti letectva, robotiky a biomedicínskych zariadení.
Výskum
Vzájomne prepojené mriežky Metamateriály sú rozvíjajúcou sa technológiou spájania, ktorá prenáša sily a obmedzuje pohyb medzi susednými objektmi prostredníctvom série vzájomne prepojených charakteristických štruktúr. Konvenčné vzájomne prepojené mriežky Metamateriály sú zvyčajne pasívne v dizajne a vyžadujú, aby externé sily na vytvorenie alebo prerušenie spojenia. Tím výskumných pracovníkov na Texase A&M University tým, že integráciou zliatin s tvarovou pamäťou, najmä zliatin niklu-titán, úspešne realizoval aktívne vzájomne prepojené mriežky, ktoré sa môžu automaticky otvoriť alebo zavrieť pri konkrétnych teplotách.
Metodika výskumu
● Výskumný tím navrhol a vyrobil dve rôzne konfigurácie prepletených mriežkových metamateriálov polí s použitím práškov Ni-Ti-Ti a laserovej práškovej fúzie (L-PBF) takmer iizoatomickej technológie.
● Aby sa zabezpečila kvalita tlačených častí, výskumný tím sledoval systematický rámec optimalizácie procesu, počnúc jednoznačnými experimentmi, budovaním analytických modelov krok za krokom a nakoniec vytvorením mapy uskutočniteľnosti tlačenej tlačovej tlačenej miery.
● Výskumný tím okrem toho využil analýzu konečných prvkov (FEA) na predpovedanie kmeňových hodnôt generovaných počas cyklu spojenia.
Prostredníctvom termo-mechanického testovania sa zistilo, že zostavy pripravených vzájomne prepojených mriežkových mriežkových mriežkových mriežkov vykazovali v spojenom stave extrémne vysokú uzamykateľnú silu, spolu s úplným zotavením tvaru a dobrou cyklickou stabilitou. Presnosť predikcie FEA bola ďalej overená koreláciou digitálneho obrazu (DIC). Optická mikroskopická analýza ukazuje, že tlačené časti sú prakticky bez defektov s hustotou viac ako 99,9%, čo naznačuje, že technológia L-PBF môže efektívne vyrábať vysokokvalitné metamateriály zliatiny NI-TI.
(B) 3D model dizajnu PG vyrobený pomocou zliatiny nitinolu v takmer ekvivalentnej atóme;
c) 3D modelovanie a simulácia štruktúry konštrukčnej jednotky rozšírenej kotvy (EA) s ekvivalentným napätím;
d) 3D modelovanie dizajnu EA pomocou takmer ekvivalentnej atómovej stupnice Ni-Ti práškovú 3D tlač.
Vyhliadky
Táto nová technológia nielen zlepšuje silu pripojenia a stabilitu štrukturálnych komponentov, ale ponúka aj nové možnosti navrhovania inteligentných a adaptívnych štruktúr. Napríklad v leteckom priestranstve sa môžu navrhovať rekonfigurovateľné komponenty vozidla aktívne vzájomne prepojené mriežky; V robotike môže poskytnúť flexibilnejšie a adaptívnejšie kĺby; A v biomedicínskych zariadeniach môže upraviť stav implantátov a protéz podľa zmien v telesnej teplote a pohybe tela, čím poskytuje lepšiu liečbu pacientom.
