通過3D打印與超聲波技術實現(xiàn)木材和金屬的強力粘合
發(fā)表時間：2024-08-31 11:23:20 | 點擊率：103
2024年8月29日，南極熊獲悉，奧地利格拉茨理工大學（TU Graz）的科學家們近日推出了兩種突破性的連接材料新技術蚂朽，預示著制造業(yè)將迎來革命性的變革郑兴。這兩種方法能夠在孔隙層面形成超強粘合，無需依賴傳統(tǒng)的腐蝕性粘合劑抖单，從而大幅提升環(huán)保性和生產效率。
△在超聲波連接中，木材和金屬等兩種材料通過聲波摩擦產生的熱量連接在一起
技術研發(fā)背景傳統(tǒng)工業(yè)膠粘劑雖然能夠有效連接各類材料乙笛，但其環(huán)境影響卻不容忽視。以石油基化學品為原料的膠粘劑不僅生產過程消耗大量能源和資源冒溜，還會釋放有害污染物刽室。使用后，這些膠粘劑會對土壤和地下水造成污染，同時某些化學品對工人健康也存在潛在風險缝帝。盡管市場上已有多種嘗試改進的環(huán)保粘合劑绊寻，包括可重復使用的植物膠和可生物降解的產品，但奧地利研究團隊卻采用了全新的方法悬秉。△通過“Addjoining”技術澄步，研究人員可以將塑料復合材料直接通過3D打印的方式打印到未經處理的木材表面上
3D打印技術帶來創(chuàng)新性粘合方案研究人員開發(fā)了名為“Addjoining”的先進3D打印工藝，通過該技術和泌，能夠直接在未經處理的木材表面打印各種材料村缸，使它滲透至木材的孔隙中，形成強力的粘合武氓。實驗表明梯皿，連接處斷裂發(fā)生在木材和聚合物中，而非接頭處县恕，證明了該方法的有效性东羹。格拉茨技術大學材料科學、連接與成型研究所的博士后研究員Gean Marcatto解釋道：“在斷裂過程中忠烛，我們能夠在木材孔隙中找到聚合物属提，并在聚合物中發(fā)現(xiàn)斷裂的木纖維，這表明粘合發(fā)生在木材與聚合物的結合處美尸，而非接頭位置冤议。”研究團隊還提出幼氏，通過激光蝕刻技術創(chuàng)建更復雜的木材結構或增大孔隙粪畔，將進一步提升3D打印粘合的強度。這種技術特別適用于復雜的3D幾何形狀嬉拾，因為它允許組件直接在表面上打印支际，滿足多樣化的設計需求。研究負責人Sergio Amancio表示：“我們希望盡可能簡化操作步驟斑渠，并且最重要的是避免使用化學品钉拯。這項技術特別適合用于復雜的三維結構，因為它可以直接在表面上打印所需的幾何形狀榕诬【隼疲”△IIW國際焊接與連接會議
新型超聲波連接技術研究人員提出的第二種連接技術被稱為“超聲波連接”。這種方法使用一種稱為超聲波發(fā)生器的設備菜犀，通過木材和金屬聚合物的接合處發(fā)射高頻低振動的聲波乡鼻。這些聲波在接合處產生摩擦，從而生成足夠的熱量以將兩種材料粘合在一起栽斑。該研究的共同作者Awais Awan表示：“由于我們實現(xiàn)了精確的局部點連接艇挨，因此這項技術特別適合用于大型部件和二維結構残炮。”研究人員相信缩滨，這種新型綠色連接技術具有廣泛的應用潛力势就，尤其在家具、汽車和航空行業(yè)中表現(xiàn)突出脉漏。目前苞冯，研究成果已在上個月IIW年會和國際焊接與連接會議上發(fā)表。未來侧巨，該團隊希望與汽車舅锄、飛機和家具行業(yè)的合作伙伴合作，進一步完善這些技術司忱。
