您现在的位置:首页>新闻中心>塑料塑胶

塑料塑胶

传统焊接的取代者:无焊连接

发布于:2018/4/30 19:36:40

关键词:粘合剂,聚合物,3D打印
简    介:向来以来,焊接都是连接金属的标准技术。可是,这种在高温下进行的复杂工艺并不适使用于所有的材料。日前,基尔大学的“纳米功能材料”课题组跟Phi-Stone股份有限公司联合开发了一种取代传统焊接跟粘合的新...

向来以来,焊接都是连接金属的标准技术。可是,这种在高温下进行的复杂工艺并不适使用于所有的材料。日前,基尔大学的“纳米功能材料”课题组跟Phi-Stone股份有限公司联合开发了一种取代传统焊接跟粘合的新技术。这个技术依据特别的蚀刻工艺,能够使铝跟铝合金、聚合物之间相互连 接并形成牢固耐用的接头。他们将在汉诺威工业博览会(4月23日至27日)上展示可移动连接装置的样机,并将在得到客户的反馈意见后开始大批量生产。

基尔大学课题组及其合作伙伴(基尔Phi-Stone创业股份有限公司),将在汉诺威工业博览会上展示他们的可移动型样机“Metalangelo”。图片来源:Siekmann,CAU

焊接是一种通过熔化局部工件来连接别的零部件的制造工艺。然而,熔化时的高温环境势必会对材料的性能产生不得估算的影响,导致其组织结构及光学性能发生变化。同时,焊接还需要特别的安全措施跟技艺娴熟的技工。比较之下,基尔大学课题组(Rainer Adelung教授)研发的新工艺不只能够节约焊接材料,并且即便是在焊接死角处,亦或者是倒挂在天花板上施工时,操作起来也十分便捷。在短短的几分钟内,金属跟金属、金属跟聚合物之间就能够永久连接。

这个团队正考虑将这个工艺应使用于船舶、飞机或汽车等生产领域。Adelung表态,这个工艺特殊适使用于在成品中附加零部件,例如在船舶或汽车中附加内部构件。Adelung说:“焊接时金属局部的高温环境会破坏已经处理或喷涂过的工件表面,而我们的工艺却是在室温下进行的,不需要对工件施加特别的保护措施。

蚀刻原件安装在拥有真空持续器的铝件表面上,然后用特定的工艺以电化学的方式将其结构化。图片来源:Siekmann,CAU

为了可以将金属紧密的连接在一起,基尔大学课题组利用“纳米雕刻”技术,将已经电化学微刻蚀的工件表面变得更加粗糙,以便于在微米级上加工出直角钩的结构。处理后的两个表面通过粘合剂相互粘合,便会产生一种很难断裂的强力接头。

Phi-Stone股份有限公司的董事Ingo Paulowicz说:“就算是发生断裂,那么可能也只是粘合剂或材料本身出了问题,而非连接点。”“纳米雕刻工艺为连接技术领域的发展给予了一个全新的机会。将来,这个技术也可能有助于医疗技术的发展。”Adelung补充道。

在电子显微镜下,能够看到金属粗糙表面的细钩结构。这使得不少材料可以“互锁”并永久连接。图片来源:Mark-Daniel Gerngroß

为了将这种连接工艺应用到工业生产中,日前,基尔大学课题组跟Phi-Stone股份有限公司研制了一种名为“Metalangelo”的可移动型样机。通过3D打印定制生产的蚀刻元件,能够在室温中精确地处理金属表面。他们希望跟首批客户一道,结合客户需求将样机开发到市场准备阶段。他们在这角度已经注册了两项专利。样机引用了文艺复兴时期的雕塑家米开朗基罗的名称,以此凸显新工艺的基本原理:定向表面处理。然而,基尔大学研究团队要进行处理的是金属而非大理石。

铝制法兰件坚固地连接在铝壁上。图片来源:Siekmann,CAU

如上图所示,这个工艺在连接金属时不会产生传统的焊缝。图片来源:Siekmann,CAU