No hay dudas: la nueva tecnología mejora la resistencia estructural

En un esfuerzo de colaboración entre la Universidad Texas A&M y los Laboratorios Nacionales Sandia, los investigadores han mejorado significativamente una nueva tecnología de unión, las metasuperficies entrelazadas (ILM), diseñadas para aumentar la resistencia y la estabilidad de una estructura en comparación con las técnicas convencionales tradicionales como pernos y adhesivos. utilizando un formulario. Aleaciones con memoria (SMA). Los ILM ofrecen el potencial de transformar el diseño de juntas mecánicas en fabricación de dispositivos aeroespaciales, robóticos y biomédicos.

«Los ILM están preparados para redefinir las tecnologías de unión en una variedad de aplicaciones, tal como lo hizo el velcro hace décadas», dijo el Dr. Ibrahim Karaman, profesor y jefe del Departamento de Ciencia de Materiales y del Departamento de Ingeniería de Texas A&M. “En colaboración con Sandia National Laboratories, los desarrolladores originales de los ILM, diseñamos y fabricamos ILM a partir de aleaciones con memoria de forma. Nuestra investigación muestra que estos ILM se pueden desconectar y volver a conectar selectivamente según sea necesario, manteniendo al mismo tiempo una resistencia conjunta y una integridad estructural constantes”.

Estos hallazgos se publican en Materiales y Diseño.

Al igual que los Legos o los Velcro, los ILM permiten la unión de dos cuerpos transmitiendo fuerza y ​​limitando el movimiento. Hasta ahora, este método de unión ha sido pasivo y requería fuerza para engancharse.

níquel-titanio, que pueden recuperar su forma original después de deformarse por cambios de temperatura.

El control de la tecnología de unión mediante cambios de temperatura abre nuevas posibilidades para estructuras inteligentes y adaptativas sin pérdida de resistencia ni estabilidad y con mayores opciones de flexibilidad y funcionalidad.

Suscríbase al boletín Daily Dose y reciba todas las mañanas las mejores noticias científicas de toda la Web directamente en su bandeja de entrada. Es fácil como el domingo por la mañana.

«Los ILM activos tienen el potencial de revolucionar el diseño de juntas mecánicas en industrias que requieren un montaje y desmontaje preciso y repetible», dijo Abdelrahman Elsayed, asistente de investigación graduado en el departamento de materiales de ciencia e ingeniería de Texas A&M.

Usos potenciales de las ILM

Las aplicaciones prácticas incluyen el diseño de componentes de ingeniería aeroespacial reconfigurables donde las piezas deben ensamblarse y desmontarse varias veces. Los ILM activos también pueden proporcionar articulaciones flexibles y adaptables para mejorar la funcionalidad de la robótica. En los dispositivos biomédicos, la capacidad de ajustar implantes y prótesis a los movimientos y temperaturas del cuerpo puede ofrecer una mejor opción para los pacientes.

Los hallazgos actuales utilizaron el efecto de memoria de forma de las SMA para recuperar la forma de las ILM añadiendo calor. Los investigadores esperan aprovechar estos hallazgos utilizando el efecto de superelasticidad de los SMA para crear ILM que puedan soportar grandes deformaciones y recuperarse instantáneamente bajo niveles de tensión muy altos.

«Anticipamos que la incorporación de SMA a los ILM desbloqueará muchas aplicaciones futuras, aunque aún quedan varios desafíos», afirmó Karaman. “Lograr superelasticidad en ILM complejos impresos en 3D permitirá un control localizado de la rigidez estructural y facilitará la reinserción con altas fuerzas de bloqueo. Además, esperamos que esta tecnología aborde los desafíos a largo plazo asociados con las técnicas de unión en entornos extremos. Estamos muy entusiasmados con el potencial transformador de la tecnología ILM”.

CRÉDITO DE LA IMAGEN: Dr. Ibrahim Karaman/Texas A&M Engineering