فرایند پیکرتراشی نانو برای اتصال فلزات بدون جوشکاری

یک تیم تحقیقاتی برای اتصال فلزات از روش "پیکرتراشی نانومقیاس" و از تکنیک دقیق اچینگ الکتروشیمیایی برای زبرکردن سطوح بهره می‌برد که از آن به‌عنوان یک جایگزین تطبیق‌پذیر برای فرآیندهای جوشکاری و چسب‌زنی معمولی استفاده می‌شود.

جوشکاری هنوز هم به عنوان یک روش استاندارد برای اتصال فلزات به یکدیگر مطرح می‌باشد. با این حال، این فرایند دشوار در دماهای بالا  انجام می‌پذیرد که برای تمامی کاربردها مناسب نیست. در حال حاضر یک تیم تحقیقاتی از گروه نانومواد کاربردی (Nanomaterials Functional) در دانشگاه کیل (Kiel)، همراه با شرکت فی استون (Phi-Stone AG) از  کیل (Kiel) ، یک جایگزین تطبیق‌پذیر برای فرآیندهای جوشکاری و چسب‌زنی معمولی را پیشنهاد و توسعه داده‌اند. این روش براساس یک فرایند اچینگ مخصوص، آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم را  قادر می‌سازد با یکدیگر و همچنین با پلیمرها از  طریق تشکیل یک اتصال بادوام و قوی ایجاد کرد. آنها نمونه اولیه یک واحد متحرک را در هانوفر معرفی خواهند کرد. همچنین قصد دارند تولید انبوه را در آینده و پس از بازخورد مشتریان آغاز کنند.

در هنگام جوشکاری، اجزای آنها به صورت موضعی ذوب می شوند و در نقطه اتصال قرار می گیرند. با این حال، درجه حرارت بالای مورد نیاز ، بر روی منطقه تحت تاثیر حرارت ، اثر گذاشته و  باعث تغییر ساختاری و همچنین تغییرات بصری می‌شود.

در مقابل، روند توسعه یافته توسط گروه تحقیقاتی دانشگاه کیل، تحت رهبری پروفسور رینر آدلان (Rainer Adelung) ، نه تنها مواد لازم برای اتصال را تأمین می کند، بلکه این روش آسان‌تر و انعطاف‌پذیرتر از روش‌های معمول می‌باشد و حتی در مکان‌هایی که به سختی قابل دسترسی هستند مانند گوشه ها و... کاربردی می‌باشد. فقط در عرض چند دقیقه، فلزات می توانند به طور دائمی با یکدیگر و همچنین با پلیمرها متصل شوند.

این تیم زمینه های کاربردی برای استفاده از این فرایند مانند کشتی، هواپیما یا تولید وسایل نقلیه را درنظر می‌گیرد. این فرایند به‌ویژه برای پیاده سازی اجزای سازنده در ساختارهای موجود، به عنوان مثال در داخل فضای داخلی کشتی ها یا اتومبیل ها، مناسب است.

آدلان گفت: "درجه حرارت بالا جوشکاری سطوحی را که قبلا تحت تعمیر قرار گرفته است، تخریب می کند. از سوی دیگر، فرآیند ما در دمای اتاق بدون اقدامات حفاظتی خاصی انجام می‌گیرد."

تیم تحقیقاتی کیل، برای اتصال فلزات از روش "پیکرتراشی نانومقیاس" از تکنیک دقیق اچینگ الکتروشیمیایی برای زبرکردن سطوح بهره می‌برد  به‌طوری که ساختار قلابی شکل مناسب بر روی سطح و در ابعاد نانومتر و میکرومتر ایجاد می شود. هنگامی که  سطوح با استفاده از یک چسب قفل شده اند، یک اتصال قوی ایجاد می شود که شکستن آن بسیار مشکل است.

filereader.php?p1=main_10a7cdd970fe135cf

اینگو پولویچ ( Ingo Paulowicz)  عضو هیئت مدیره  شرکت فی استون (Phi-Stone AG) گفت : "  با استفاده از این فرایند امکان شکسته شدن ماده از محل نقطه اتصال وجود ندارد" . آدلان نیز گفت : "  فرآیند پیکرتراشی نانومواد، قابلیت کاملا جدید در زمینه فن‌آوری اتصال و همجنین ترکیبی کاملا جدید از اتصال مواد مانند آلومینیوم با مس و یا سیلیکون را فراهم می‌کند. برای مثال این تکنولوژی  می‌تواند برای پزشکی مورد توجه باشد.

به منظور استفاده از این روند اتصال در صنعت، تیم دانشگاه کیل و  شرکت فی استون (Phi-Stone AG) در حال حاضر یک نمونه اولیه متحرک و آسان برای استفاده به نام "Metalangelo" را توسعه داده اند. با استفاده از سل‌های اچینگ تولید شده از طریق چاپ سه بعدی، سطوح فلز را می توان دقیقا در دمای اتاق پردازش کرد.  همراه با ارائه به اولین مشتریان خود، آنها می خواهند که نیاز مشتری و آمادگی بازار برای توسعه نمونه اولیه را ارزیابی نمایند . شایان ذکر است که در این زمینه دو اختراع توسط این گروه ثبت شده است.

 

منبع مطلب