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Maj : 07/09/02
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Ce petit article de veille technologique est simplement destiné à vous faire découvrir un matériau extraordinaire dont vous n'avez pas envisagé les applications, et vous inciter à l'expérimenter maintenant qu'il est facilement disponible.
Le principe : Un fil à mémoire de forme se
raccourcit quand il est chauffé. Il se comporte exactement comme un muscle
lisse, stimulé par un courant électrique. A température
ambiante, il s'étire sans grande résistance et reste ainsi dans
cet état stable. En le chauffant (à 90 degrés C par une
impulsion de courant électrique), il se contracte et reprend sa longueur
initiale avec une grande force de traction et reste dans cet état stable
après refroidissement.
Il faut avoir en tête les ordres de grandeur principaux pour comprendre ce matériau :
Les temps de réaction
sont de l'ordre de la seconde.
Le facteur de retreint
est de l'ordre de 4 %
La durée
de vie est de l'ordre du million de cycles
Un fil de diamètre
de 0.38 mm a une force de traction de 2 kgf
Ce fil a une force
de retreint de 0.38 kgf (force d'étirement au repos)
Les applications sont très larges, par exemple : 
En robotique l'articulation
bras, avant-bras. Un fil est placé en biceps, un autre en triceps.
Dans l'application
d'ouverture de crochets, pélican ou largueur de mine, le fil tire le
doigt de blocage
Taquet coinceur
à ouverture commandée, pour larguer la grand voile …
Montages sous forme de vérins
mécaniques traction-poussée, en utilisant deux ressorts en fils
à mémoire de forme chauffés alternativement.
Un des grands principes de la mécanique est le verrou.
Un doigt bloque un dispositif dans une position armée. Un puissant ressort
essaye de l'amener dans la position désarmée. Le retrait du doigt
verrou fait passer de la position armée à désarmée.
Les applications sont partout :
La flèche sur un fusil
harpon sous-marin, ou le trait de l'arbalète, est maintenue ainsi par
la queue de détente. Un tout petit effort sur la détente libère
le dispositif.
En horlogerie les
échappements commandés par le balancier.
En voile le crochet
pélican et les mousquetons à largage rapide déjà
évoqués, et tout ce qui peut se larguer avec un anneau de traction.
Le palonnier :
Une variante du verrou est le palonnier, constitué par un bras articulé
en son centre. Deux longs fils tirent sur les branches. En envoyant une impulsion
de courant sur une des branches, le palonnier tourne, la position reste stable.
Nous en verrons une application pour les débrayages mécaniques
de pilotes à vérins.
Regardez un quelconque dispositif mécanique, il doit avoir un verrou…
Dans tous les cas une très faible force commande un mouvement mettant
en jeu une grande énergie. Il n'y a aucune limite à ces réalisations.
Pour diminuer la force d'action, il suffit d'agir sur les frottements par une
réalisation mécanique soignée et l'utilisation de surfaces
téflon…
Ce principe est parfaitement adapté aux fils à mémoire
de forme qui peuvent remplacer économiquement les petits vérins
et les électro-aimants à noyaux-plongeurs. Sur le voilier il est
appliqué aux crochets et taquets coinceurs à largage électrique.
Les systèmes d'enclenchement de pilotes électriques que je décrirai
dans une page à part les utilisent, ils économisent les cinq ampères
permanents des embrayages électromagnétiques qui grillent à
la longue, vos batteries apprécieront. Vous pouvez aussi l'utiliser directement
sous l'eau, avec une gaine caoutchouc comme isolant thermique...
Ce produit se présente comme un fil métallique à sertir sur des cosses, il est vendu au mètre. Deux petites applications sont aussi proposées. Comprenez bien le fonctionnement du relais utilisant un microswitch et un fil, décrit chez Selectronic, c'est très astucieux ! Le piston électrique est aussi une application simple.
Utilisez les cosses
à sertir proposées pour commencer, souder le fil électrique
après sertissage.
Choisissez le fil
à 90 degrés C plutôt que le 70 degrés C pour le bateau,
il fait très chaud dans une boîte métallique, même
blanche, sur le pont en pleine canicule méditerranéenne…
Vous avez le choix
de plusieurs diamètres, plus il est gros, plus il tire fort, plus il
faut de courant pour le chauffer. A bord l'énergie est abondante pendant
les quelques secondes d'action, prenez du diamètre 0,38 mm, il tire à
2 kgf, avec cela vous pouvez tout faire.
Comment se le procurer ? Je vous donne deux adresses dans les liens :
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La source mère américaine
Flexinol, contient beaucoup d'informations, un choix et des prix très
intéressants. N'oubliez pas que pour moins de 75 € (ou $) vous passez
au travers des droits de douane.
Les alliages à mémoire de forme sont connus depuis très longtemps. Ils ont été très utilisés en militaire et en spatial dans de nombreux systèmes de largage. Ils sont montrés comme gadgets avec des fils tordus en formes étranges qui se déploient à la chaleur sous une autre forme extraordinaire. Vous en avez dans votre voiture, en particulier dans les dispositifs de sécurité purement mécaniques du circuit d'eau de refroidissement. Ces alliages commencent à envahir les nouvelles voitures. Le fil proposé pour le moment est un alliage NiTi, Nickel-Titane, la recherche évolue, les alliages s'améliorent. L'essentiel pour nous et d'avoir des sources de produits au détail pour pouvoir expérimenter.
Expérimentez ce très intéressant composant…
Un distributeur français : selectronic.fr
Le site du fabricant distributeur, bourré d'informations : dynalloy.com
* Liens vérifiés le 02/09/07
© Christian Couderc 1999-2010 Toute reproduction interdite sans mon autorisation
Merci aux journalistes qui pillent sans vergogne mon site,
d’avoir au moins la courtoisie de citer leurs sources…
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Dernière retouche le 21 Octobre 2009 à 21 h
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