[发明专利]一种能够变形回复的记忆合金构件及应用该构件的装置

说明书

本发明属于形状记忆合金构件的设计和驱动领域，具体涉及一种能够变形回复的记忆合金构件及应用该构件的装置。本发明记忆合金构件包括本体(7)、设置在本体内部的变截面通道(8)，所述变截面通道(8)包括小通道(2)和大通道(3)，所述本体(7)两端设置有端部连接管(11)，所述大通道(3)的直径为所述小通道(2)的直径的2倍以上，流体从所述端部连接管(11)进入，流经大通道(3)流入所述小通道(2)时，所述小通道(2)能够升温至记忆合金相转变温度点，驱动记忆合金变形回复。本发明不同于传统的镍钛记忆合金构件采用的外部致动的方法，本发明采用的是内部致动，为形状记忆合金构件的变形研究提供了新的思路。

技术领域

本发明属于形状记忆合金构件的设计和驱动领域，具体涉及一种能够变形回复的记忆合金构件及应用该构件的装置。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同，是一种自下而上通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，且使得无法实现的复杂结构件制造变为可能。

形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shape memory effect，SME)的由两种以上金属元素所构成的材料。

现有的形状记忆合金或者其他可发生形变的材料往往是受到外部的刺激发生变形，而且难以控制变形的区域，这将大大限制其应用范围和发展，因此，现有技术仍缺乏一种精确控制镍钛记忆合金构件变形回复的设计方法及其装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明提供了一种能够变形回复的记忆合金构件，不同于传统的镍钛记忆合金构件采用的外部致动的方法，本发明采用的是内部致动，通过控制记忆合金构件内部的温度从而实现对变形区域的控制，设计结构简单，质量轻，体积小，为形状记忆合金构件的变形研究提供了新的思路。本发明详细方案如下所述。

一种能够变形回复的记忆合金构件，其特征在于，包括本体、设置在本体内部的变截面通道，所述变截面通道包括小通道和大通道，所述本体两端设置有端部连接管，所述大通道的直径为所述小通道的直径的2倍以上，流体从所述端部连接管进入，流经大通道流入所述小通道时，所述小通道能够升温至记忆合金相转变温度点，驱动记忆合金变形回复。

作为优选，所述大通道的长度为大通道管径的5倍以上。

作为优选，所述小通道2的直径与所述大通道的直径之比为1:(2-3)。

作为优选，所述大通道的长度为200mm-1000mm。

作为优选，所述记忆合金为镍钛形状记忆合金或铜基记忆合金。

作为优选，所述记忆合金通过选择性激光熔化成型技术制备而成。

本发明还保护一种应用了能够变形回复的记忆合金构件的装置，包括前面所述的记忆合金构件，所述端部连接管与冷水缸、热水缸连接，所述端部连接管与冷水缸之间设置有冷水阀，所述端部连接管与热水缸之间设置有热水阀，所述冷水阀、热水阀与控制系统电连接，所述控制系统能够控制冷水阀和热水阀的开度。冷水缸里面存储有10-20摄氏度的水，热水缸存储了90-100摄氏度的水。

作为优选，所述控制系统还包括测温模块和反馈控制模块，所述测温模块能够实时监测冷水缸和热水缸中的温度，所述反馈控制模块能够根据通入的水温来计算热水和冷水的比例，控制冷水阀和热水阀的开度。

本发明的有益效果有：