اتصال سطوح با چاپ سه بعدی و صوت امکان پذیر شد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیو اطلس ، این دو روش، پیوند‌های فوق العاده قوی در سطح منافذ ایجاد می‌کنند و نیاز به چسب‌های سوزاننده را از بین می‌برند.

چسب‌های صنعتی که برای اتصال دو بخش، عملکرد فوق العاده‌ای دارند- به ویژه آنهایی که از مواد شیمیایی مبتنی بر نفت ساخته می‌شوند- برای محیط زیست مضر و خطرناکند.

تولید این چسب‌ها نه تنها به انرژی و منابع زیادی نیاز دارد، بلکه می‌تواند آلاینده‌های مضری نیز از خود به جا بگذارد. همچنین، هنگامی که تاریخ مصرف اقلامی که در آنها استفاده شده به پایان می‌رسد، می‌توانند خاک و آب‌های زیرزمینی را آلوده کنند. علاوه بر این، برخی از مواد شیمیایی مورد استفاده در تولید چسب می‌تواند برای کارگرانی که از آنها استفاده می‌کنند سمی باشد.

دانشمندان طی سال‌های اخیر تلاش‌های زیادی برای ساخت چسب‌های دوستدار محیط زیست صورت داده اند از چیز‌هایی مانند چسب قابل استفاده مجدد ساخته شده از گیاهان گرفته تا چسبی که پس از استفاده، تجزیه می‌شود.
 
اما اکنون محققان دانشگاه فناوری گراتس (TU Graz) در اتریش رویکرد‌های دیگری را در پیش گرفتند. این دو رویکرد، هر دو بین انواع چوب و دو نوع پلاستیک، فولاد ضد زنگ و آلیاژ تیتانیوم پیوند ایجاد کرده اند.

پژوهشگران در مرحله نخست، از فرآیند چاپ سه بعدی استفاده کردند که آن را «افزودن اتصال» نامیدند. آنها توانستند مواد مختلف را به طور مستقیم روی یک تکه چوب خام چاپ سه بعدی کنند، به گونه‌ای که به منافذ چوب نفوذ کرده و مانند چسب، پیوند ایجاد کند. سپس پیوند را از هم جدا کردند.

مجریان این طرح می‌گویند: «پس از جدا کردن پیوند، توانستیم پلیمر را در منافذ چوب و همچنین تکه‌های چوب شکسته را در پلیمر پیدا کنیم، که نشان می‌دهد شکستگی در چوب و پلیمر رخ داده است، اما نه در محل اتصال.» 

آنها معتقدند اگر چوب با استفاده از لیزر برای ایجاد ساختار‌های پیچیده‌تر یا منافذ بزرگ‌تر برای اتصال مواد دیگر، حکاکی شود، پیوند‌های ایجادشده با چاپ سه بعدی می‌توانند حتی قوی‌تر شوند.

«سرجیو آمانچو» «Sergio Amancio» سرپرست این گروه تحقیقاتی گفت: «اما می‌خواستیم با حداقل مراحل ممکن و مهمتر از همه، بدون مواد شیمیایی کار کنیم. می‌توانیم از این فناوری به ویژه با هندسه‌های سه بعدی پیچیده استفاده کنیم، زیرا اجزای آن مستقیما روی سطح چاپ می‌شوند، در هر هندسه‌ای که لازم باشد.»

دومین روش اتصالی که محققان به آن دست یافتند، «اتصال فراصوت» نام داشت. از ابزاری به نام «سونوترود» برای ارسال امواج با فرکانس بالا و ارتعاش کم از محل اتصال چوب و پلیمر‌های فلزی استفاده کرد. این کار اصطکاکی ایجاد کرد که گرمای کافی برای اتصال این دو ماده به یکدیگر را فراهم می‌آورد.

این محققان می‌گویند: «این روش به ویژه برای اجزای بزرگ و ساختار‌های دوبعدی مناسب است، زیرا ما به یک اتصال نقطه‌ای دقیقا موضعی دست می‌یابیم.»

محققان بر این باورند که روش‌های اتصال سبز و جدید آنها می‌تواند در صنایع مبلمان، خودرو و خطوط هوایی کاربرد داشته باشد.

نتایج این تحقیقات ماه گذشته در مجمع سالانه و کنفرانس بین المللی جوش و اتصال در رودس، یونان ارائه شد.