Дослідникам з Технічного університету Граца вдалося надзвичайно міцно з’єднати деревину з металевими та пластиковими композитами за допомогою технології 3D-друку та ультразвуку.
Деревина є кліматично нейтральною, легкою, міцною – і тому принципово привабливою для використання, наприклад, в автомобілебудуванні. Однією з проблем на сьогоднішній день є міцне з’єднання деревини з іншими матеріалами в транспортному засобі. Дослідницька група з Технічного університету Граца успішно протестувала два методи, за допомогою яких можна досягти таких надзвичайно міцних з’єднань без клею чи шурупів.
Обидва способи з’єднання підходять для різних сфер застосування. В якості тестових матеріалів використовувалася деревина бука або дуба, армований вуглецевим волокном поліамід і поліфеніленсульфід, а також нержавіюча сталь 316L і сплави Ti-64. У технології адгезії компонент, виготовлений з пластикових композитів, наноситься безпосередньо на поверхню – в даному випадку на деревину – за допомогою процесу 3D-друку. Надрукований матеріал проникає в пори деревини, де відбувається хімічна реакція, подібна до реакції клею з деревиною. За даними Технічного університету Граца, отримані з’єднання успішно пройшли випробування механічним навантаженням.
При ультразвуковому з’єднанні дерев’яний компонент вібрує за допомогою сонотрода. При контакті з базовим компонентом – в даному випадку пластиком або пластиковим композитним матеріалом – тертя генерує тепло, і деревина проникає в поверхню базового компонента. В результаті утворюється дуже стабільне точкове з’єднання, суміш механічного зчеплення та адгезійних сил. Ця технологія особливо підходить для довгих компонентів і 2D-структур, і ці з’єднання також успішно пройшли механічні випробування. Подано патентну заявку на застосування цих методів до деревини, і вони можуть бути використані в авіабудуванні, автомобілебудуванні та меблевій промисловості.