通过AddJoining工艺和超声波连接实现材料与木材表面的直接固定。

利用3D打印连接木材和金属，图片来源：格拉茨技术大学

木材是一种可再生、气候友好、轻质且坚固的材料，然而将其与其他材料（如金属和聚合物复合材料）牢固且持久地连接一直是一个难题。据资源库了解，来自奥地利格拉茨技术大学（TU Graz）的研究团队成功测试了两项新技术，这些技术无需使用粘合剂或螺钉即可实现非常牢固的连接。目前，这些木材应用技术正在申请专利，未来有望在飞机、汽车和家具制造等领域得到广泛应用。

其中一项名为AddJoining的工艺，通过3D打印技术将聚合物复合材料组件直接固定在木材表面。打印的材料会渗透到木材的孔隙中，并与木材发生类似于胶水的化学反应。研究人员表示，这种连接方式在机械负载测试中表现非常出色。

“在接头断裂后，我们在木材的孔隙中发现了聚合物残留，同时在聚合物中也找到了断裂的木纤维，这表明断裂发生在木材和聚合物内部，而不是接头处，”研究所的博士后Gean Marcatto在新闻稿中解释道。测试是在未经处理的木材表面进行的，测试材料包括山毛榉、橡木、碳纤维增强聚酰胺、聚苯硫醚、316L不锈钢和Ti-64合金。

研究人员还指出，通过激光纹理化或蚀刻处理，将微米或纳米结构引入木材表面，可以进一步增强接头的强度。这种处理能够增加木材的孔隙，从而提高粘合表面的效果。“不过，我们希望尽量减少处理步骤，尤其是避免使用化学物质，”首席研究员塞尔吉奥·阿曼西奥补充道。“这种技术非常适合应用于复杂的3D几何形状，因为组件可以直接打印在表面上，无论几何形状有多复杂。”

另一项技术是超声波连接。该工艺利用超声波发生器产生的高频振动，将低振幅的振动施加到木材部件上。当木材与基体材料（在本例中为聚合物或聚合物复合材料）接触时，界面处产生的摩擦会产生热量，进而熔化聚合物组件的表面。熔融的聚合物渗入木材的天然多孔结构中，冷却后凝固在木材中，形成机械联锁，同时也产生了粘合力。这种方式能够实现非常牢固的点连接。

通过AddJoining工艺和超声波连接实现材料与木材表面的直接固定。

利用3D打印连接木材和金属，图片来源：格拉茨技术大学

木材是一种可再生、气候友好、轻质且坚固的材料，然而将其与其他材料（如金属和聚合物复合材料）牢固且持久地连接一直是一个难题。据资源库了解，来自奥地利格拉茨技术大学（TU Graz）的研究团队成功测试了两项新技术，这些技术无需使用粘合剂或螺钉即可实现非常牢固的连接。目前，这些木材应用技术正在申请专利，未来有望在飞机、汽车和家具制造等领域得到广泛应用。

其中一项名为AddJoining的工艺，通过3D打印技术将聚合物复合材料组件直接固定在木材表面。打印的材料会渗透到木材的孔隙中，并与木材发生类似于胶水的化学反应。研究人员表示，这种连接方式在机械负载测试中表现非常出色。

“在接头断裂后，我们在木材的孔隙中发现了聚合物残留，同时在聚合物中也找到了断裂的木纤维，这表明断裂发生在木材和聚合物内部，而不是接头处，”研究所的博士后Gean Marcatto在新闻稿中解释道。测试是在未经处理的木材表面进行的，测试材料包括山毛榉、橡木、碳纤维增强聚酰胺、聚苯硫醚、316L不锈钢和Ti-64合金。

研究人员还指出，通过激光纹理化或蚀刻处理，将微米或纳米结构引入木材表面，可以进一步增强接头的强度。这种处理能够增加木材的孔隙，从而提高粘合表面的效果。“不过，我们希望尽量减少处理步骤，尤其是避免使用化学物质，”首席研究员塞尔吉奥·阿曼西奥补充道。“这种技术非常适合应用于复杂的3D几何形状，因为组件可以直接打印在表面上，无论几何形状有多复杂。”

另一项技术是超声波连接。该工艺利用超声波发生器产生的高频振动，将低振幅的振动施加到木材部件上。当木材与基体材料（在本例中为聚合物或聚合物复合材料）接触时，界面处产生的摩擦会产生热量，进而熔化聚合物组件的表面。熔融的聚合物渗入木材的天然多孔结构中，冷却后凝固在木材中，形成机械联锁，同时也产生了粘合力。这种方式能够实现非常牢固的点连接。