前言

形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、鎳鈦記憶合金，它是由TI（鈦）-IN（鎳）材料組成，這里我們方便描述，簡(jiǎn)稱鈦絲或者驅(qū)動(dòng)鈦絲。

鈦絲驅(qū)動(dòng)本身的壽命是相當(dāng)不錯(cuò)的，一般最少也能用個(gè)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)次，鈦絲天然的物理特性也決定了它的穩(wěn)定性和壽命必然優(yōu)于傳統(tǒng)的電機(jī)電磁動(dòng)力源。

由于當(dāng)前鈦絲應(yīng)用還較少，大家對(duì)鈦絲了解不夠，導(dǎo)致部分鈦絲驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品表現(xiàn)出不穩(wěn)定、壽命不行、反應(yīng)慢，開鎖、鎖不住、時(shí)好時(shí)壞、容易燒、力量不夠等現(xiàn)象，然后工程師陷入反復(fù)的修改設(shè)計(jì)、修改模具、修改生產(chǎn)工藝的境地，很多人對(duì)鈦絲應(yīng)用的可靠性提出了質(zhì)疑，我們今天就來(lái)針對(duì)這些常見(jiàn)問(wèn)題，從工業(yè)應(yīng)用的角度，展開講一講。

關(guān)于鈦絲應(yīng)用的可靠性，涵蓋了鈦絲驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的穩(wěn)定性和壽命，這個(gè)問(wèn)題涉及多個(gè)方面，

我們整理了幾個(gè)關(guān)鍵的要點(diǎn)：

1、鈦絲的選型和參數(shù)適配

2、鈦絲的生產(chǎn)廠家選擇

3、鈦絲驅(qū)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4、鈦絲驅(qū)動(dòng)的電路和軟件設(shè)計(jì)

5、相關(guān)物料的影響和選擇

6、工業(yè)化加工生產(chǎn)工藝的影響

由于上述各個(gè)方面均涉及較多專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，我們將分成多個(gè)章節(jié)一一闡述，為大家在鈦絲應(yīng)用方面答疑解惑，消除大家的顧慮。

第1節(jié)鈦絲的選型和適配

先說(shuō)一下鈦絲的選型和參數(shù)適配，目前市面上常用的鈦絲線徑有0.2mm、0.18mm、0.15mm、0.1mm、0.05mm、0.025mm。我們?cè)谠O(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品前，需要根據(jù)我們產(chǎn)品的功能需求，做不同規(guī)格的鈦絲選型，做好線徑、力量、功耗、電流、位移、響應(yīng)時(shí)間適配。

如果選型不當(dāng)，需求的力量超過(guò)鈦絲的驅(qū)動(dòng)力，或者驅(qū)動(dòng)電流偏差過(guò)大，就會(huì)容易產(chǎn)生執(zhí)行機(jī)構(gòu)不到位、功耗偏大、力量不夠、位移不夠、響應(yīng)時(shí)間不夠、穩(wěn)定性差、壽命短、過(guò)燒、溫度不夠等現(xiàn)象。

所以，第一步的選型至關(guān)重要。

如何做到選擇合適規(guī)格的鈦絲呢？我們整理了一套《驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算模型》（簡(jiǎn)稱SMA基礎(chǔ)模型），這個(gè)計(jì)算模型基于市面上常用的鈦絲型號(hào)，通過(guò)熱功方程、電阻定律、焦耳定律、金屬材料力學(xué)公式，模擬了鈦絲在常溫下直線驅(qū)動(dòng)所需的熱量、電流、響應(yīng)時(shí)間、位移、收縮應(yīng)力等基礎(chǔ)參數(shù)的關(guān)系。

《表1鈦絲位移形變熱功方程模擬計(jì)算表》

《表2鈦絲電阻計(jì)算表》

《表3鈦絲直線位移響應(yīng)時(shí)間/電流關(guān)系計(jì)算表》

《表4鈦絲直線位移響應(yīng)時(shí)間/電流基礎(chǔ)參數(shù)表》

《表5鈦絲通電加熱收縮力計(jì)算表》

大家只要掌握了上述計(jì)算模型表，基本就能做好鈦絲的選型和適配了。

另外大家也不要擔(dān)心，上述表看著比較多，其實(shí)全部都是用的初中物理知識(shí)，非常容易掌握。

結(jié)束語(yǔ)

為了讓驅(qū)動(dòng)鈦絲在工業(yè)應(yīng)用中切實(shí)落地，我們制作了包括《財(cái)哥說(shuō)鈦絲》、《驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）的可靠性設(shè)計(jì)》等系列視頻和文章供大家參考，歡迎大家的關(guān)注和交流，請(qǐng)點(diǎn)贊收藏！ （需要這套SMA基礎(chǔ)模型計(jì)算表的，可以關(guān)注《財(cái)哥說(shuō)鈦絲》公眾號(hào)獲取）

鈦絲科技 出 品作者 財(cái)哥說(shuō)鈦絲