Южнокорейские исследователи совершили прорыв в области умных материалов, который может изменить космические технологии, робототехнику и развертываемые конструкции. Команда из Корейского института передовых технологий (KAIST) разработала гибридный актуатор с двусторонней памятью формы, способный к быстрому обратимому движению без использования традиционных моторов.
Фото: Interesting Engineering
Материалы с памятью формы (SMMs) рассматриваются как перспективная альтернатива традиционным моторным системам, особенно в аэрокосмической отрасли и робототехнике, где критически важны снижение веса и упрощение конструкции. Однако большинство существующих SMMs ограничены однонаправленным, необратимым движением, что затрудняет их многократное использование и снижает практичность в динамичных приложениях.
Новый гибридный композитный актуатор сочетает сплавы с памятью формы (SMAs) и полимеры с памятью формы (SMPs). SMAs обеспечивают надежное термическое восстановление, в то время как SMPs предлагают гибкую, стимул-чувствительную деформацию. Исследователи дополнительно улучшили производительность, модифицировав химический состав SMP и усилив его углеродными волокнами для повышения жесткости и долговечности.
В конструкцию также интегрирована структура, вдохновленная пружинной лентой, которая обеспечивает механизм «мгновенного переключения». Это позволяет быстро высвобождать энергию, накопленную во время деформации, что приводит к более быстрому срабатыванию и улучшенной точности.
Разработанный актуатор достигает полного двустороннего движения: изгибается при нагревании и возвращается в плоское состояние при охлаждении. Он демонстрирует значительно более широкий диапазон деформации и почти 100-процентное восстановление исходной формы при работе на субсекундных скоростях.
Актуатор поддерживает стабильную производительность в течение повторяющихся циклов без необходимости сложных систем управления, что решает давнюю проблему традиционных материалов с памятью формы. Сочетание скорости, точности и долговечности представляет собой значительный шаг к практическому применению.
Технология может найти применение в различных областях, включая роботизированные захваты, требующие повторяющихся движений, и развертываемые конструкции для космических миссий, где критически важны легкие и надежные системы приведения в действие.
«Это исследование преодолевает физические ограничения материалов с помощью оригинального структурного дизайна, поднимая производительность актуаторов с памятью формы на новый уровень», – заявил профессор Сонг Су Ким с кафедры машиностроения KAIST, руководитель исследования.
Источник: Interesting Engineering
Оцените новость 0 0 0 0 0 0 0
- Актуатор
- Памятьформы
- Робототехника
- Космическиетехнологии
- Smasmp
- Быстроесрабатывание