ELEMENTI ELASTICI

A memoria di forma per applicazioni industriali

“La flessibilità è nel nostro DNA” non è solo uno slogan ma un modus operandi che ci contraddistingue. Technosprings progetta, realizza prototipi e produce dispositivi intelligenti ed elementi elastici, utilizzando materiali a memoria di forma.
I materiali a memoria di forma rappresentano una classe di materiali innovativa che offre proprietà uniche quali il recupero della forma per effetto del semplice riscaldamento (Effetto a Memoria di Forma) oppure la capacità di incamerare grandi deformazioni senza alcuno snervamento (Superelasticità).
Technosprings, partendo dalla conoscenza delle proprietà funzionali dei materiali a memoria di forma, ha acquisito negli ultimi anni una significativa esperienza nella lavorazione a freddo e nell’ottimizzazione delle proprietà finali dei dispositivi realizzati, offrendo soluzioni integrabili nei prodotti dei propri clienti.

La realtà produttiva dell’azienda offre da sempre alti standard qualitativi su produzioni di larga scala, nella lavorazione di materiali tradizionali. Tale capacità è stata perfettamente integrata nei processi produttivi degli elementi a memoria di forma, garantendo riproducibilità e affidabilità delle proprietà funzionali.

Gli elementi elastici realizzati in lega memoria di forma, trovano un largo impiego nei settori dell’industria, in particolare della climatizzazione (VAC), della termoidraulica e dell’Automotive, utilizzati come attuatori per la realizzazione di derivatori di flusso, nel settore Antincendio, come elementi di sicurezza, ed ancora in campo biomedicale per la realizzazione di dispositivi di fissaggio di porzioni ossee dopo eventi traumatici.

Flexibility is our own DNA

PSEUDOELASTICITA':

In precedenza abbiamo visto l'applicazione delle leghe NiTi nel settore delle montature per occhiali. Pochi sanno che alcuni modelli di antenne per telefonini sono realizzate con questi materiali cosi come larga applicazione si ha nel settore ortodontico. In tutti i casi la qualità che viene sfruttata è la particolare risposta meccanica dei fili a memoria di forma schematicamente rappresentata in figura 2. E' importante osservare come nella fase di carico compare una regione (linea rossa) in cui all'aumentare della deformazione non si ha un aumento di carico e similmente nella fase di scarico. E' possibile, quindi, deformare il materiale anche molto severamente (sino al 6 - 8 % ) senza percepire un significativo aumento della resistenza del materiale.

RECUPERO DI FORMA:

L'impiego delle leghe NiTi nella modalità di recupero di forma può avvenire in tre modi:
1. Recupero libero : il recupero avviene in maniera libera.
Ad esempio nel settore dei "gadgets" o nello sviluppo di piccoli dispositivi che ricordino una forma preordinata, generalmente mediante semplice riscaldamento di pochi gradi oltre la temperatura ambiente.
2. Recupero vincolato : nel caso in cui venga impedito da un vincolo non cedevole.
E' il caso in cui il recupero di forma sia impedito da un vincolo; in questo caso il tentativo di ripristinare la forma viene convertito in uno sforzo che può essere utilmente impiegato per realizzare delle connessioni.
3. Attuatori : nel caso in cui il vincolo ceda secondo una qualche legge allo sforzo sviluppato dal materiale nel corso del recupero di forma rendendo ripetibile l'applicazione del sistema.
Lo schema più noto è quello rappresentato schematicamente in figura 3 dove una molla a memoria di forma viene fatta lavorare come antagonista di una normale molla di acciaio. Si sfrutta cosi il diverso modulo di elasticità che il materiale a memoria di forma esibisce ad alta e bassa temperatura. A bassa temperatura il materiale ha un modulo tale per cui la molla di acciaio riesce semplicemente a vincere la forza mantenendo la molla a memoria nella posizione compressa; aumentando la temperatura fino al punto di trasformazione sarà invece la molla a memoria a comprimere la molla antagonista in acciaio realizzando cosi uno spostamento del cursore alla estremità opposta. Una volta raffreddata la molla, si ritornerà alla configurazione iniziale pronti per ripetere questa attuazione.

CONCLUSIONI:

· Risulta evidente che l'applicazione di tali materiali, nelle varie possibilità esposte, permette la realizzazione di particolarità non altrimenti risolvibili e la semplificazioni di meccanismi a volte ardui da realizzare.
· Il materiale a memoria di forma è disponibile commercialmente in varie forme , sia in filo che in lamiera.
· La Technosprings Italia S.r.l. ha recentemente approfondito, in collaborazione col C.N.R. , lo studio teorico e pratico dei suddetti materiali ed è pronta a analizzare e risolvere industrialmente i problemi che i vari utenti volessero proporre.