فرآیندهای التراسونیک اتصال و AddJoining مواد را مستقیماً روی سطوح چوب می چسباند.
چوب تجدیدپذیر، خنثی از نظر آب و هوا، سبک و قوی است که آن را برای استفاده در ساخت خودرو جذاب می کند. با این حال، اتصال چوب با دوام با مواد دیگر، مانند فلزات و کامپوزیت های پلیمری، چالش برانگیز است. خوشبختانه، یک تیم تحقیقاتی از مؤسسه علوم مواد، پیوستن و شکل‌دهی دانشگاه فناوری گراز (TU Graz) اکنون دو تکنیک را با موفقیت آزمایش کرده‌اند که توسط آن‌ها می‌توان اتصالات بسیار قوی را بدون استفاده از چسب یا پیچ به دست آورد. استفاده از این تکنیک ها در چوب در حال ثبت اختراع است و می تواند در صنایع هواپیما، خودرو و مبلمان استفاده شود.
یکی از فرآیندها که AddJoining نام دارد، شامل چسباندن یک جزء ساخته شده از کامپوزیت پلیمری به طور مستقیم بر روی سطح چوب با استفاده از چاپ سه بعدی است. مواد چاپ شده به داخل منافذ چوب نفوذ می کند، جایی که یک واکنش شیمیایی مشابه واکنش چسب با چوب رخ می دهد. به گفته محققان، اتصالات به دست آمده در آزمایش های بار مکانیکی بسیار موفق بودند.
Gean Marcatto در بیانیه مطبوعاتی توضیح داد: «پس از شکستگی اتصال، ما توانستیم پلیمر را در منافذ چوب و الیاف چوب شکسته را در پلیمر پیدا کنیم، که نشان می‌دهد شکستگی در چوب و پلیمر رخ داده است، اما در محل اتصال رخ نداده است. . مارکاتو فوق دکترای این موسسه است. آزمایش ها بر روی یک سطح چوبی تصفیه نشده انجام شد. مواد آزمایش شامل راش، بلوط، پلی آمید تقویت شده با فیبر کربن و سولفید پلی فنیلن، فولاد ضد زنگ 316L و آلیاژهای Ti-64 بود.
به گفته محققان، اتصالات بادوام تری را می توان با وارد کردن ساختار میکرو یا نانو به چوب از طریق بافت لیزری یا اچینگ به دست آورد که باعث افزایش منافذ و افزایش سطوح پیوند می شود. سرجیو آمانسیو، سرپرست تیم تحقیق، توضیح داد: «اما ما می‌خواستیم با حداقل مراحل ممکن و مهمتر از همه، بدون مواد شیمیایی کار کنیم. ما می‌توانیم از این فناوری به‌ویژه با هندسه‌های سه‌بعدی پیچیده استفاده کنیم، زیرا اجزای آن مستقیماً روی سطح چاپ می‌شوند – در هر هندسه‌ای که لازم باشد.»
فرآیند دیگر، اتصال اولتراسونیک، از ارتعاش با فرکانس بالا با دامنه کم استفاده می‌کند که از طریق سونوترود بر روی قطعه چوبی اعمال می‌شود. در تماس با جزء پایه – در این مورد، پلیمر یا یک ماده کامپوزیت پلیمری – اصطکاک باعث ایجاد گرما در سطح مشترک می شود که سطح قطعه پلیمری را ذوب می کند. سپس پلیمر مذاب به سطح متخلخل طبیعی چوب نفوذ می کند. به این ترتیب، از مخلوطی از قفل شدن مکانیکی (زیرا پلاستیک ذوب شده دوباره در چوب جامد می شود) و نیروهای چسبندگی، می توان به یک اتصال نقطه ای بسیار پایدار دست یافت.
ادامه این داستان را در ENGINEERING.com بخوانید
منبع: https://www.fabbaloo.com/news/3d-printing-techniques-join-wood-and-metal-without-adhesives
