La tecnologia SMA
Le leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloys) sono leghe metalliche costituite da materiali appartenenti alla classe degli Smart Materials. Essi, infatti, se sottoposti a sollecitazioni come ad esempio l’applicazione di un carico, sono in grado di recuperare la propria forma originale mediante riscaldamento al di sopra di una temperatura caratteristica definita di fine austenitizzazione.
Questa proprietà può essere spiegata in maniera semplicistica considerando che il materiale presenta due diverse microstrutture cristalline: la struttura martensitica, stabile a basse temperature e con un modulo di elasticità ridotto e quella autentica, stabile ad alte temperature e con un modulo di elasticità elevato. Pertanto a parità di sforzo imposto la deformazione in fase austenitica è maggiore rispetto a quella in fase martensitica.
Questa proprietà può essere spiegata in maniera semplicistica considerando che il materiale presenta due diverse microstrutture cristalline: la struttura martensitica, stabile a basse temperature e con un modulo di elasticità ridotto e quella autentica, stabile ad alte temperature e con un modulo di elasticità elevato. Pertanto a parità di sforzo imposto la deformazione in fase austenitica è maggiore rispetto a quella in fase martensitica.
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Detto ciò appare facile comprendere che i fili SMA sono in grado di modificare la loro forma, accorciandosi, se riscaldati. Questo processo viene realizzato mediante un flusso di corrente, di intensità anche molto bassa, che percorrendo il filo lo riscalda. Il riscaldamento del filo è istantaneo e dell’ordine dei millisecondi consentendo un rapido azionamento.
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La lega adottata: Nitinol
Il Nitinol è la lega a memoria di forma maggiormente utilizzata in campo ingegneristico. Essa è costituita da Nickel e Titanio che consentono di disporre di ottime caratteristiche quali:
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Il funzionamento
L'applicazione del filo SMA è basata sulla “memoria di forma a due vie”, ossia variando la temperatura, il materiale è in grado di recuperare la configurazione originaria in fase austenitica e di ritornare, durante il raffreddamento, allo stato originario antecedente all’applicazione del gradiente termico in fase martensitica.
