Исследователи из Кильского университета изобрели технологию соединения металлов без сплавки

Данный метод назвали «нано-изваянием (скульптурированием)». Прежде чем внедрять технологию на промышленных производствах, исследователи разработали мобильный и простой в использовании прототип оборудования, названный Metalangelo. Прототип обладает таким же размером, как и сварочный аппарат и способен быстро «ваять» алюминиевые поверхности с точностью до нанометра для их дальнейшего соединения с различными пластиками (также силиконами) или металлами (включая медь).

В случае со сваркой, объединение компонентов происходит путем локальной плавки в одной точке. Однако высокая температура, которая требуется для этого процесса, влияет на материал в зоне так называемого термического воздействия и вызывает его структурные изменения. Кроме того, работа со сварочным аппаратом подразумевает соблюдение более жестких правил техники безопасности, нежели с аддитивными установками.

Преимущества новой разработки

Технология нано-изваяния не только уменьшает расход материалов, которые необходимо сплавить, но и больше подходит для использования в труднодоступных местах вроде углов. Процесс занимает несколько минут.

Разработчики надеются, что уже в скором времени их проект найдет применение в производстве кораблей, воздушных суден или автомобилей. По словам руководителя группы профессора Кильского университета Райнера Аделанга, новый процесс особенно хорошо подходит для последующего присоединения компонентов к существующим конструкциям, например, в интерьерах кораблей либо транспортных средств. «Высокие температуры, требуемые для сварки, разрушают поверхности, которые уже обрабатывались или окрашивались. Наш же процесс работает при комнатной температуре без специальных защитных мер», – рассказывает профессор Аделанг.

Принцип работы

Суть нано-изваяния состоит в следующем:

1. поверхности материалов проходят процедуру электрохимического травления, в результате которой на микрометрическом уровне создается тонкая прямоугольная структура крючков;
2. эти структуры цепляются друг за друга, становясь соединенной металлической частью;
3. поверхности обрабатываются клейким веществом, после чего образуется прочное соединение.

«Если что-то вообще сломается, то, возможно, проблема будет в износе самого материала, но никак не в точке соединения», – уверен член правления Phi-Stone AG Инго Паулович. «Процесс нано-скульптурирования открывает новые возможности в области соединения материалов и позволяет экспериментировать с их комбинациями, например, объединяя алюминий с медью или силиконами».

Возможности прототипа Metalangelo были продемонстрированы в апреле на выставке Hannover Messe. Исследователи объявили о планах запустить серийное производство продукта, внеся некоторые корректировки на основании отзывов о прототипе.