Materiały z pamięcią kształtu w przemysłowych materiałach tekstylnych

Wojciech Gołębiowski 

SKA Polska Sp. z o.o. (SKA-POLSKA), Jerozolimskie 125/127 lok. 406, Warszawa 02-017, Poland

Abstract

Materiały z pamięcią kształtu od dłuższego czasu z powodzeniem wykorzystywane są w różnych dziedzinach techniki. Szczególną cechą tych materiałów (głównie wykorzystywany jest nitinol – stop niklu i tytanu) jest pseudoplastyczność – możliwość odwracalnej zmiany kształtu wywołanej zmianą temperatury, bądź też efekt supersprężystości – powrót do początkowego kształtu po dużym odkształceniu. Jednak złożony proces wytwarzania i „trenowania” materiałów, oraz ich silnie nieliniowa charakterystyka ograniczały ich zastosowanie w szeroko rozumianej branży tekstylnej.

By umożliwić wykorzystanie potencjału tych stopów (zaliczanych do klasy „inteligentnych materiałów”) w tekstyliach, opracowana została technologia wytwarzania ultra-cienkich włókien, które po odpowiednim połączeniu z klasycznymi włóknami nadają się do produkcji tkanin. Tkaniny takie mają różnorakie zastosowania – pod względem zasady działania można podzielić je na pasywne i aktywne (których działanie indukowane jest prądem elektrycznym lub temperaturą). Spośród opracowanych zastosowań tych tkanin można wymienić: warstwę kompozytu do wytwarzania kasków motocyklowych (zwiększającą ich zdolności rozpraszania energii uderzenia), stenty wytwarzane z superelastycznej dzianiny nitinolowej, czy tkaninę z dwukierunkową pamięcią kształtu użytą jako samooczyszczający się, wibrujący filtr. Opracowano także prototyp zmodyfikowanego stabilizatora lotu śmigłowca, gdzie jako siłownik obrotu płata użyta została hybrydowa taśma ze zintegrowanymi włóknami NiTi, której długość kontrolowana jest przez sterownik z zaprogramowanym modelem materiałowym i charakterystyką obciążeniową płata.

stab.jpgPrototyp siłownika stabilizatora

Równolegle z technikami wytwarzania, kształtowania i obróbki cieplnej włókien rozwinięte zostały metody ciągłego (on-line) pomiaru ich parametrów na różnych etapach produkcji. Połączenie nowoczesnych metod produkcji i kontroli zapewniło wysoką jakość zarówno samych włókien, jak i gotowych tkanin.

Aby możliwe było skuteczne zaprojektowanie materiału, procesu technologicznego i tkaniny pod kątem wybranego zastosowania, niezbędna jest gruntowna znajomość fizyki zjawiska pamięci kształtu i superelastyczności. Przez cały czas trwania projektu prowadzone były intensywne badania termomechaniczne włókien – tak w skali mikro- jak i makroskopowej. Zaowocowało to powstaniem zaawansowanych, ogólnych modeli matematycznych stopów z pamięcią kształtu. Znalazły one zastosowanie zarówno w przewidywaniu i projektowaniu zachowania tkanin, jak i jako rdzeń kontrolujących je układów sterowania.

Prezentowana praca jest częścią projektu zrealizowanego w ramach programu ramowego PR6 AVALON – NMP2 CT 2005 515813

 

Legal notice
  • Legal notice:

    Copyright (c) Pielaszek Research, all rights reserved.
    The above materials, including auxiliary resources, are subject to Publisher's copyright and the Author(s) intellectual rights. Without limiting Author(s) rights under respective Copyright Transfer Agreement, no part of the above documents may be reproduced without the express written permission of Pielaszek Research, the Publisher. Express permission from the Author(s) is required to use the above materials for academic purposes, such as lectures or scientific presentations.
    In every case, proper references including Author(s) name(s) and URL of this webpage: http://science24.com/paper/23220 must be provided.

 

Related papers
  1. Optyczna charakteryzacja powierzchni tkaniny poddanej działaniu promienia laserowego
  2. Pasywny czujnik promieniowania terahercowego, identyfikacja i rozpoznawanie materiałów niebezpiecznych

Presentation: Poster at Nanotechnologia PL, by Wojciech Gołębiowski
See On-line Journal of Nanotechnologia PL

Submitted: 2010-05-06 14:04
Revised:   2010-07-19 09:53