Zjawisko pamięci kształtu polega na tym, że materiał zdeformowany w niższych temperaturach, np. w temperaturze pokojowej, wraca do pierwotnego kształtu po ogrzaniu do temperatury przemiany martenzytycznej. Z kolei nadsprężystość, inaczej nazywana superelastycznością, pozwala nitinolowi, ogrzanemu powyżej temperatury przemiany martenzytycznej podczas działania siły, wrócić pierwotnego kształtu natychmiast po ustąpieniu obciążenia.
Wytwarzanie przyrostowe teoretycznie umożliwia otrzymanie wyrobów nitinolowych o złożonej geometrii, niemożliwej do otrzymania konwencjonalnymi technikami produkcji. Jednak próby przeprowadzone na próbkach wydrukowanych metodą LPBF (laser powder bed fusion) wykazały o połowę zmniejszą odkształcalność, a co za tym idzie – zwiększoną kruchość.
Z ograniczeniami w druku 3D wyrobów nitinolowych postanowili się zmierzyć specjaliści z Instytutu Inżynierii Materiałowej IMDEA i badacze z UPM (Universidad Politécnica de Madrid). W odróżnieniu od analogicznych badań, podejmowanych wcześniej, ich metoda nie skupia się jedynie na kontrolowaniu parametrów samego materiału, lecz także obejmuje staranny dobór struktury geometrycznej pod kątem optymalnej funkcjonalności mechanicznej.
Hiszpańscy naukowcy zaproponowali metodologię projektową, wykorzystującą algorytmy obliczeniowe do generowania przeplatanych struktur lattice, umożliwiających druk 3D z nitinolu wyrobów o programowalnych właściwościach w zakresie sztywności, obciążalności, absorpcji energii i odporności na obciążenie dynamiczne.
Zaprezentowane rozwiązanie dowodzi, że różne ograniczenia dotyczące wyrobów wytwarzanych przyrostowo mogą być skutecznie przezwyciężane poprzez nadanie im specjalnych struktur geometrycznych.
materials.imdea.org
