Beranda » Mekanik » Nitinol » Logam Nitinol

Logam Nitinol

Tentang Logam Nitinol

Logam Nitinol merupakan paduan logam yang memiliki sifat yang unik, jenis logam ini dapat “mengingat” bentuk awal atau berubah bentuk tergantung pada suhu. Penggunaan nama nitinol mewakili komponen elemen bahan pembentukannya. Yaitu:

  • “Ni” adalah simbol atom untuk Nikel,
  • “Ti” adalah simbol atom Titanium dan
  • “NOL” adalah singkatan dari Naval Ordinance Laboratory di mana ia ditemukan pada tahun 1959.

Ilmuwan mencoba untuk mengembangkan paduan tahan panas dan korosif, dan dalam proses itu , menciptakan paduan yang terbuat dari 55% nikel dan 45% titanium.

Guna dan Fungsi Nitinol

Nitinol ada sejak awal 1960-an namun tidak dikomersialkan hingga dua puluh tahun kemudian, karena kontrol ketat yang diperlukan dalam proses pembuatan. Jenis logam merupakan bahan yang sangat penting bagi perancang robotika dan peralatan medis selama beberapa dekade terakhir.

Sifat superelastiknya (10X sefleksibel dibanding logam lain) dan memori bentuk termal yang tidak dimiliki bahan lain yang tersedia untuk rekayasa dan pengembangan produk.

Nitinol paling sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ruang yang sempit. Nitinol bekerja paling baik di area di mana mekanisme konvensional tidak memungkinkan. Aplikasi yang sangat berguna untuk kawat Nitinol adalah di mana perangkat atau struktur perlu dimasukkan melalui lubang kecil dan kemudian dilepaskan untuk membuka ke ukuran set yang lebih besar.

Sebuah struktur dapat dikompresi agar sesuai dengan tabung pengantar berdiameter kecil dan kemudian dimasukkan ke dalam posisinya dan dibiarkan terbuka hingga beberapa kali diameter tabung pengantarnya.

Logam Nitinol
Logam Nitinol

Cara Kerja Nitinol

Salah satu sifat Nitinol yang paling berharga adalah efek memori bentuk dua arah. Efek memori bentuk ini terjadi ketika logam mengalami transformasi fase yang dapat dibalik antara fase Austenit dan Martensit. Atom-atom logam tersusun dalam struktur tertentu, bergantung pada komponennya, tetapi jarang berubah bentuk struktur saat masih padat.

Pada suhu tinggi, logam memasuki fase Austenite, di mana ia mencapai kekakuan maksimum dan seperti pegas saat ditekuk. Logam memasuki fase Martensit selama suhu rendah. Pada fase ini, logam menjadi lentur dan mudah ditekuk.

Ketika Nitinol dalam bentuk Martensitik dapat dengan mudah berubah bentuk menjadi bentuk baru. Namun, ketika dipanaskan melalui suhu transformasinya, ia kembali ke Austenit dan memulihkan bentuk sebelumnya.

Suhu di mana Nitinol mengingat bentuk suhu tingginya dapat disesuaikan dengan sedikit perubahan pada komposisi paduan dan melalui perlakuan panas. Tergantung pada aplikasinya, tergantung pada suhu transisi yang dipilih. Misalnya, jika membuat perangkat, seperti stent, untuk digunakan dalam tubuh manusia, sebaiknya memilih suhu transisi yang mendekati atau sama dengan suhu normal tubuh manusia.

Pemakaian dan Penggunaan Nitinol

Dalam robotika, Nitinol dapat digunakan sebagai aktuator di mana arus listrik (atau panas) dialirkan ke kabel yang diregangkan, dan kabel akan berkontraksi saat muatan dimasukkan dan mengendur setelah muatan dilepaskan. Tidak seperti kebanyakan logam, Nitinol berubah panjangnya saat dipanaskan tetapi akan mempertahankan volume absolut yang sama. Selain itu, pergerakan termalnya 100 kali lebih besar dari logam lainnya.

Tulang pokok adalah salah satu contoh penggunaan kontraksi ukuran termal; dimana staples diregangkan terbuka dan dimasukkan ke dalam dua lubang pada tulang untuk disambung kembali dan kemudian dipanaskan hingga kembali ke bentuk semula. Teknik ini secara efektif menyatukan kedua bagian dan menahannya selama proses penyembuhan.

Contoh alat kesehatan lainnya adalah stent yang didinginkan dan diperas secara mekanis agar sesuai dengan kateter berdiameter kecil yang dimasukkan melalui pembuluh darah. Setelah dipasang, stent dilepaskan dari selongsong penahan dan dibiarkan kembali ke bentuk aslinya, setelah mencapai suhu tubuh, arteri tetap terbuka.

Untuk penggunaan elastis, kawat Nitinol dapat ditahan secara mekanis di dalam fixture dan kemudian dipanaskan dalam penangas suhu terfluidisasi, pada suhu dan waktu yang ditentukan, sebelum dengan cepat direndam dalam air dingin.

Setelah dilepas dari fixture, kawat mempertahankan bentuknya terlepas dari sudut atau intensitas deformasi. Saat dilepaskan, kawat akan kembali ke bentuk semula. Ada banyak contoh aplikasi ini seperti pelokalisasi jarum / kawat The Homer Mammalok. Kawat lengkung dimasukkan melalui kanula lurus dan setelah keluar itu melengkung ke dalam bentuk “J” yang sebelumnya telah disetel. Proses ini dapat diulangi puluhan kali tanpa merusak bentuk. 

Kesulitan Penggunaan Nitinol

Salah satu tantangan saat bekerja dengan Nitinol adalah menentukan cara memasang satu kabel dengan benar ke yang lain karena bisa sangat elastis atau sangat kaku tergantung pada fasenya, sehingga sulit untuk dilas atau diikat.

Salah satu cara adalah dengan mengencangkan kabel secara mekanis menggunakan bahan lain seperti baja tahan karat. Kerutan ini kemudian dapat dilas (TIG) ke komponen lain untuk membentuk produk akhir yang diinginkan.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.