Teoria ed applicazioni delle leghe a memoria di forma

Inoltre per verificare la completa trasformazione, gli anelli sono ricoperti di una vernice
termocromatica che cambia colore a seconda della temperatura. Per riscaldare gli anelli si
possono utilizzare metodi svariati: getti di aria calda, induzione magnetica, tramite forno oppure
riscaldamento diretto tramite fiamma. È possibile inoltre riscaldare gli anelli applicando un
voltaggio da 1 a 10 Volt con un amperaggio compreso tra 25 e 300 ampere: in questo caso
bisogna produrre una barriera dielettrica tra l’anello ed il substrato per evitare corto circuiti. Per
fare ciò, l’anello viene ricoperto di un film sottile di DuPont Kapton ®, sfruttando la capacità di
queste leghe di essere rivestite tramite deposizione al plasma o per spalmatura ad alta
temperatura.
In alcuni casi è possibile riottenere la forma di partenza raffreddando il materiale ad una
temperatura di –120 °C con l’azoto liquido. Il ritorno di forma non sarà comunque completo
anche se sarà possibile utilizzare nuovamente il pezzo come accoppiatore.
Fili sottili di Nitinol possono poi essere intrecciati
per formare dei cilindri a maglie che possono
essere utilizzati in vari modi.
Uno molto importante è in campo medico,
sfruttando anche l’alta biocompatibiltà delle leghe
al titanio per gli interventi di angioplastica. In
questo caso il cilindro ha la funzione di rinforzo di
vene ed arterie; una volta inserito si riscalda grazie
alla temperatura corporea assumendo la forma
voluta. Inoltre è possibile garantire un certo grado
di superelasticità affinché la protesi non si spezzi
una volta in uso.
Il nitinol, in campo medico, può essere utilizzato
anche per la costruzione di ancore di suture
utilizzate per la frattura delle ossa.
5.2 Attuatori
Fig. 5.2: Nitinol prodotto a cilindri a maglie
L'uso di attuatori in leghe a memoria di forma è sempre stato ritenuto il mercato più
potenzialmente interessante.
Una molla a memoria di forma può essere attuata termicamente o elettricamente (riscaldamento
per effetto Joule), consentendo l'azionamento di un dispositivo.
Gli attuatori elettrici hanno un grande potenziale nelle applicazioni in robotica, come ad esempio
nella mano artificiale.
Gli attuatori termici hanno sinora avuto molto più successo degli attuatori elettrici: una delle
prime applicazioni è stata quella dell'apertura automatica delle finestre delle serre ottenuta da
attuatori dotati di molle in leghe a memoria di forma, che aprivano le finestre quando la
temperatura interna alla serra era troppo elevata, e la chiudevano quando essa diminuiva.
Un altro esempio felice è costituito da un dispositivo molla-contromolla, dove la prima è una
molla in NiTi che sfrutta la transizione di fase R e la seconda una molla tradizionale: la molla in
materiale a memoria di forma aziona l'apertura o la chiusura di deflettori d'aria nei condizionatori