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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):3686
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備，它就能按照產品設計的樣子，自動伸縮變形成相應的形狀。
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，麻省理工大學和新加坡科技大學的工程師對復合材料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)境刺激下可以恢復原來的形狀。
當汽車遇上形狀記憶合金
4D打印***關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，當然首先是可用于汽車上多種調節(jié)器的新型熱敏元件。當然，這也同時推動了新型制動器的設計。
汽車溫控器是根據(jù)冷卻水溫度的高低自動調節(jié)進入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，以調節(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工作。在現(xiàn)有的技術中，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：當發(fā)動機室內溫度低于設定溫度時，形狀記憶合金彈簧呈現(xiàn)壓縮狀態(tài)，活門關閉，當發(fā)動機室內溫度高于設定溫度時，彈簧呈伸長狀態(tài)，活門打開，冷空氣導入發(fā)動機室內。
在水冷式發(fā)動機上，為避免風扇帶來的負面問題，通常都需要配套風扇離合器。風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)的結構簡化，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弱爆了！***悍馬儼然已經不是車了，而是一輛坦克！
