从螺母和螺栓到智能金属新型3D打印形状记忆合金可以重新定义工程

研究人员利用镍钛合金(NiTi)等形状记忆合金开发了主动互锁超表面，可实现温控锁定和解锁。这些结构是通过增材制造技术创建的，适用于动态应用。

研究人员利用镍钛合金(NiTi)等形状记忆合金(SMA)开发了主动互锁超表面(ILM)，这些金属能够“记住”加热后恢复到原来的形状。这些新型ILM可以根据温度锁定和解锁，使其成为一种在材料之间建立机械连接的更智能的方法。

传统上，接头和螺栓或粘合剂等紧固件用于将组件固定在一起。然而，ILM使用微小的互锁功能来连接部件，使它们能够传递力并限制精确方向上的运动。您可能想知道这一切的创新之处在哪里?它在于添加活性材料，如NiTi，这些材料在加热时会改变形状，从而使这些接头更具响应性。这些接头允许控制表面的接合和分离，而无需手动干预或外力。

这项研究探索了两种不同的ILM设计，称为夹紧(PG)和膨胀锚(EA)。它们是使用一种称为增材制造的技术制造的，这种技术类似于3D打印，但用于金属。通过加热这些结构，研究人员可以激活形状记忆效应(SME)，使零件可以根据需要移动、锁定或解锁。这使得接头具有适应性，非常适合动态环境，在这种环境中，可能需要频繁重新组装或调整组件。

通过计算机建模(有限元分析)，该团队能够预测这些ILM在压力下的行为方式，热机械测试表明它们可以承受重复使用而不会失去强度或形状恢复能力。

这项研究主要展示了如何将先进材料与增材制造相结合，为工程和工业应用带来创建强大、灵活和智能连接的新方法。

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