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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(chē)

2023-09-15 　來(lái)自: 西安華創(chuàng)新材料有限公司瀏覽次數(shù):4100

4D打印，準(zhǔn)確地說(shuō)是用一種能夠自動(dòng)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(jī)電設(shè)備，它就能按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)的樣子，自動(dòng)伸縮變形成相應(yīng)的形狀。

先來(lái)看一組4D打印動(dòng)圖

下面這個(gè)視頻中的案例，展示了這種材料從打印到形變的整個(gè)過(guò)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(duì)復(fù)合材料4D打印與可塑形狀記憶聚合物（SMP）進(jìn)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(lái)的形狀。

當(dāng)汽車(chē)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(jí)，鎳鈦合金具有形狀記憶、自動(dòng)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(shí)用價(jià)值的有Ni-Ti合金、Cu 基合金、Fe 類(lèi)合金等。

那么，當(dāng)汽車(chē)遇上形狀記憶合金，將會(huì)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(chē)上多種調(diào)節(jié)器的新型熱敏元件。當(dāng)然，這也同時(shí)推動(dòng)了新型制動(dòng)器的設(shè)計(jì)。

汽車(chē)溫控器是根據(jù)冷卻水溫度的高低自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)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(dòng)機(jī)在合適的溫度范圍內(nèi)工作。在現(xiàn)有的技術(shù)中，汽車(chē)溫控器是利用石蠟的熱膨冷縮來(lái)進(jìn)行控制的，存在動(dòng)作滯后、加工易熔化等問(wèn)題。如果利用記憶合金彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)溫控器的開(kāi)啟和閉合，所有問(wèn)題都將迎刃而解，非常方便！

在汽車(chē)制動(dòng)器上安裝儲(chǔ)能裝置，可以把浪費(fèi)的能源進(jìn)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(hù), 減少?gòu)U氣排放和噪聲。這種裝置的儲(chǔ)能元件可由SMA來(lái)做，它可以儲(chǔ)存超彈性材料SMA的應(yīng)變值所允許的機(jī)械能。

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

在水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)上，為避免風(fēng)扇帶來(lái)的負(fù)面問(wèn)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(dòng)兩種功能, 同時(shí)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(dòng)系統(tǒng)，這樣使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(hù)裝置。

美國(guó)***悍馬用記憶金屬做成的輪胎不知道你見(jiàn)識(shí)過(guò)沒(méi)？在這種看起來(lái)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(chē)了，而是一輛坦克！

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