Le problematiche principali legate alla progettazione riguardano il basso valore di allungamento del filo metallico a memoria di forma, quando questo viene attivato. Nel migliore dei casi, un filo SMA garantisce un accorciamento del 3%. Questo valore comporta uno spostamento di soli 0,67 mm a fronte di una lunghezza del filo uguale a quella dell’elemento elastico (20 mm).

POSSIBILI ALTERNATIVE

Per risolvere questo problema si potrebbe agire sulla lunghezza del filo, in modo da aumentare il valore di accorciamento. A causa dell’elevato costo del materiale, però, questa soluzione si rivela inappropriata. Bisogna quindi progettare una cinematica adeguata con lo scopo di convertire l’accorciamento disponibile in uno spostamento dell’elemento elastico che soddisfi le specifiche tecniche dell’azienda.

IL RIDUTTORE

La soluzione proposta è quella di un moltiplicatore che amplifica lo spostamento rettilineo del filo. Utilizzando due ruote concentriche e solidali, i cui raggi stanno in rapporto 1:3, è infatti possibile aumentare l’alzata dell’elemento elastico pur utilizzando una piccola quantità di materiale SMA. Alla ruota di raggio minore è collegato il filo SMA (diametro 0,150 mm), vincolato rigidamente alla scatola nell’altro estremo. Sulla ruota più grande, invece, viene agganciato un filo metallico (diametro 0,4 mm), collegato a sua volta all’elemento elastico. Quando viene scaldato, tramite apposito strumento di controllo, il filo SMA si accorcia e impone una rotazione alle due ruote e, di conseguenza, un’alzata del martelletto di circa 1,8 mm. Facendo riferimento alle dimensioni originali della scatola (circa 7 mm di altezza libera), le dimensioni scelte per i diametri delle due ruote sono rispettivamente di 1 e 3 mm. Variando le dimensioni delle ruote e il rapporto di trasmissione è possibile creare vari modelli di valvola, a seconda dell’alzata richiesta nelle diverse condizioni di utilizzo.