De tuercas y tornillos a metales inteligentes: Las nuevas aleaciones con memoria de forma impresas en 3D pueden redefinir la ingeniería
Los investigadores han desarrollado metasuperficies de enclavamiento activas (ILM) utilizando aleaciones con memoria de forma (SMA) como el níquel-titanio (NiTi), que son metales que pueden "recordar" y volver a su forma original cuando se calientan. Estas nuevas ILM pueden bloquearse y desbloquearse en función de la temperatura, lo que las convierte en una forma más inteligente de crear conexiones mecánicas entre materiales.
Tradicionalmente, para mantener unidos los componentes se utilizan uniones y fijaciones como pernos o adhesivos. Sin embargo, las ILM utilizan diminutas características de enclavamiento para conectar las piezas, lo que les permite transmitir fuerza y limitar el movimiento en direcciones precisas. ¿Se estará preguntando dónde reside la innovación en todo esto? Radica en la adición de materiales activos como el NiTi, que cambian de forma cuando se calientan, para hacer que estas juntas sean más sensibles. Estas articulaciones permiten un acoplamiento y desacoplamiento controlados de las superficies, sin necesidad de intervención manual ni fuerza externa.
El estudio exploró dos diseños diferentes de ILM, denominados Pinch Grip (PG) y Expanding Anchors (EA). Se construyeron utilizando una técnica llamada fabricación aditiva, que es similar a la impresión 3D pero para metales. Calentando estas estructuras, los investigadores pudieron activar el efecto de memoria de forma (SME), permitiendo que las piezas se movieran, bloquearan o desbloquearan según fuera necesario. Esto hace que las juntas sean adaptables e ideales para entornos dinámicos, en los que puede ser necesario volver a montar o ajustar los componentes con frecuencia.
Utilizando modelos informáticos (análisis de elementos finitos), el equipo pudo predecir cómo se comportarían estas ILM bajo tensión, y las pruebas termomecánicas demostraron que podían soportar un uso repetido sin perder su resistencia ni su capacidad de recuperación de la forma.
Este estudio es una muestra importante de cómo la combinación de materiales avanzados y fabricación aditiva puede dar lugar a nuevas formas de crear conexiones fuertes, flexibles e inteligentes para la ingeniería y industriales aplicaciones industriales.
