Исследователи из Технического университета Граца (TU Graz) сделали прорыв в области материаловедения, разработав методы для создания сверхпрочных соединений между древесиной и другими материалами. Используя технологии 3D-печати и ультразвуковой сварки, команда ученых смогла добиться надежных связей между древесиной, металлами и полимерными композитами без необходимости в клеях или винтах.
Возобновляемая древесина, обладающая климатической нейтральностью, легкостью и прочностью, теперь имеет возможность заменить менее экологичные материалы в производстве транспортных средств. Однако соединение древесины с другими материалами представляло собой значительную проблему. Решение этой задачи стало возможным благодаря применению двух новых технологий.
Первая технология, AddJoining, позволяет с помощью 3D-печати прикреплять полимерные композиты непосредственно к поверхности древесины. Печатный материал проникает в поры древесины, создавая прочное соединение за счет химической реакции, аналогичной реакции клея. Испытания показали, что соединения выдерживают значительные механические нагрузки, поскольку разрушение происходит в самой древесине и полимере, а не в соединении.
Вторая технология использует ультразвуковую сварку, где высокочастотные вибрации создают тепло, плавя полимерный материал и обеспечивая его проникновение в поры древесины. Это приводит к образованию стабильных точечных соединений, которые хорошо выдерживают механические нагрузки. Особенность этой технологии заключается в ее способности создавать прочные соединения на крупных компонентах и двумерных структурах.
Команда также исследует возможность улучшения прочности соединений путем лазерного текстурирования или травления древесины. В будущем ученые планируют сотрудничество с автомобильной, авиационной и мебельной промышленностями для дальнейшего развития и применения этих технологий.
