Applicazione di leghe a memoria di forma per la realizzazione di superfici a geometria variabile

This thesis work is aimed to critically investigate the possibility of using shape memory alloys wires to confer a new geometry on a generic surface, obtaining controlled deformations. In particular, the attention will be focused on showing how this technology can fit the field of designing an actuation system, made up of independent modules, capable of bending itself in two main directions, achieving a wide range of different shapes, and recovering the original condition. The motion of the structure will be obtained by electrically feeding SMA wires (through an Arduino UNO board) in order to ensure, by the Joule effect, the phase transition in the material responsible for the Shape Memory Effect (SME). The motion is monitored by a Vision system (based on ARToolKit), capable to detect the position of markers placed on the device. The use of an open source board, such as Arduino, will be useful for the implementation of a low-cost control code, based on computer vision technology.

Il lavoro di tesi che sarà qui esposto si pone l’obiettivo di indagare criticamente la possibilità di utilizzare fili in lega a memoria di forma per conferire una nuova macro-geometria ad una superficie generica, ottenendo deformazioni controllate. In particolare, il tema centrale sarà quello di mostrare come tale tecnologia potrà inserirsi in un contesto di realizzazione e progettazione di un sistema di attuazione composto da moduli indipendenti, capaci di flettere una struttura in più direzioni e di ripristinare le condizioni originarie. L’attuazione di tale dispositivo verrà ottenuta alimentando elettricamente i fili (mediante una scheda Arduino UNO) in maniera tale da garantire, per effetto Joule, la transizione di fase nel materiale responsabile dell’effetto memoria di forma (Shape Memory Effect – SME). L’ampiezza del movimento sarà monitorata da un sistema di tracciamento visivo (basato su ARToolKit), in grado di identificare la posizione di marker di riferimento, siti sul dispositivo stesso. L’utilizzo di una scheda open source come quella di Arduino si renderà utile per l’implementazione di un codice di posizionamento a basso costo basato sulla computer vision.