西安華創(chuàng)鎳鈦粉末-4D打印：形狀記憶合金與汽車

2023-09-15 　來自: 西安華創(chuàng)新材料有限公司瀏覽次數(shù):2496

       4D打印，準確地說是用一種能夠自動變形的材料制造零件，然后，只需將其放入***的環(huán)境中，不需要連接任何機電設(shè)備，它就能按照產(chǎn)品設(shè)計的樣子，自動伸縮變形成相應(yīng)的形狀。

      先來看一組4D打印動圖

       下面這個視頻中的案例，展示了這種材料從打印到形變的整個過程：

       視頻中，麻省理工大學(xué)和新加坡科技大學(xué)的工程師對復(fù)合材料4D打印與可塑形狀記憶聚合物（SMP）進行了研究。SMP是一種熱敏聚合物，它可以在彎曲或暴露于極端的壓力的條件下，以不同的方式成形，而在受熱環(huán)境刺激下可以恢復(fù)原來的形狀。

      當(dāng)汽車遇上形狀記憶合金

       4D打印***關(guān)鍵的是形狀記憶合金Shape Memory Alloys（SMA），是***制造-3D打印用形狀記憶合金（鎳鈦粉末）加工的升級，鎳鈦合金具有形狀記憶、自動作功、超彈性、節(jié)能、熱敏等特殊性能，引起了工業(yè)界廣泛的重視。迄今為止，業(yè)界已發(fā)現(xiàn)了十幾種形狀記憶合金材料，其中在工業(yè)上有實用價值的有Ni-Ti合金、Cu 基合金、Fe 類合金等。

       那么，當(dāng)汽車遇上形狀記憶合金，將會有什么故事發(fā)生呢？

       SMA所具有的記憶和溫度特性，當(dāng)然首先是可用于汽車上多種調(diào)節(jié)器的新型熱敏元件。當(dāng)然，這也同時推動了新型制動器的設(shè)計。

       汽車溫控器是根據(jù)冷卻水溫度的高低自動調(diào)節(jié)進入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，以調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的散熱能力，保證發(fā)動機在合適的溫度范圍內(nèi)工作。在現(xiàn)有的技術(shù)中，汽車溫控器是利用石蠟的熱膨冷縮來進行控制的，存在動作滯后、加工易熔化等問題。如果利用記憶合金彈簧來實現(xiàn)溫控器的開啟和閉合，所有問題都將迎刃而解，非常方便！

       在汽車制動器上安裝儲能裝置，可以把浪費的能源進行回收, 用于下一次的加速。這樣, 既能降低油耗, 又有益于環(huán)境保護, 減少廢氣排放和噪聲。這種裝置的儲能元件可由SMA來做，它可以儲存超彈性材料SMA的應(yīng)變值所允許的機械能。

       豐田汽車采用鎳鈦基形狀記憶合金制成散熱器面罩活門。其工作原理是：當(dāng)發(fā)動機室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時，形狀記憶合金彈簧呈現(xiàn)壓縮狀態(tài)，活門關(guān)閉，當(dāng)發(fā)動機室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時，彈簧呈伸長狀態(tài)，活門打開，冷空氣導(dǎo)入發(fā)動機室內(nèi)。

       在水冷式發(fā)動機上，為避免風(fēng)扇帶來的負面問題，通常都需要配套風(fēng)扇離合器。風(fēng)扇離合器主要有硅油式、電磁式等幾種形式。由于SMA具有感溫、驅(qū)動兩種功能, 同時又可以從工作環(huán)境吸收熱能，所以可用其取代離合器中的自動系統(tǒng)，這樣使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，成本大幅度降低。SMA還具有非常好的耐腐蝕性能，所以不需要設(shè)置保護裝置。

       美國***悍馬用記憶金屬做成的輪胎不知道你見識過沒？在這種看起來像蜂窩的輪胎面前，什么防爆輪胎都已經(jīng)弱爆了！***悍馬儼然已經(jīng)不是車了，而是一輛坦克！

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