传统焊接的取代者：无焊连接

一直以来，焊接都是连接金属的标准技术。但是，这种在高温下进行的复杂工艺并不适用于所有的材料。日前，基尔大学的“纳米功能材料”课题组与Phi-Stone股份有限公司联合开发了一种替代传统焊接和粘合的新技术。该癫痫病治疗费用技术依据特殊的蚀刻工艺，可以使铝和铝合金、聚合物之间相互连接并形成坚固耐用的接头。他们将在汉诺威工业博览会(4月23日至27日)上展示可移动连接装置的样机，并将在得到客户的反馈意见后开始大批量生产。

基尔大学课题组及其合作伙伴(基尔Phi-Stone创业股份有限公司)，将在汉诺威工业博览会上展示他们的可移治疗癫痫病的专科医院动型样机“Metalangelo”。图片来源：Siekmann，CAU

焊接是一种通过熔化局部工件来连接其他零部件的制造工艺。然而，熔化时的高温环境势必会对材料的性能产生不可预估的影响，导致其组织结构及光学性能发生变化。同时，焊接还需要特殊的安全措施和技艺娴熟的技工。相比之下，基尔大学课题组(Rainer Adelung教授)研发的新工艺不仅可以节省焊接材料，而且即使是在焊接死角处，亦或者是倒挂在天花板上施工时，操作起来也非常便捷。在短短的几分钟内，金属与金属、金属与聚合物之间就可以永久连接。

该团队正考虑将该工艺应用于船舶、飞机或汽车等生产领域。Adelung表示，该工艺特别适用于在成品中附加零部件，例如在船舶或汽车中附加内部构件。Adelung说：“焊接时金属局部的高温环境会破坏已经处理或喷涂过的工件表面，而我们的工艺却是在室温下进行的，不需要对工件施加特殊的保护措施。”

蚀刻原件安装在具有真空保持器的铝件表面上，然后用特定的工艺以电化学的方式将其结构化。图片来源：Siekmann，CAU

为了能够将金属紧密的连接在一起，基尔大学课题组利用“纳米雕刻”技术，将已经电化学微刻蚀的工件表面变得更加粗糙，以便于在微米级上加工出直角钩的结构。处理后的两个表面通过粘合剂相互粘合，便会产生一种很难断裂的强力接头。

Phi-Stone股份有限公司的董事Ingo Paulowic癫痫发作的急救药物z说：“就算是发生断裂，那么可能也只是粘合剂或材料本身出了问题，而非连接点。”“纳米雕刻工艺为连接技术领域的发展提供了一个全新的机遇。未来，该技术也可能有助于医疗技术的发展。”Adelung补充道。

在电子显微镜下，可以看到金属粗糙表面的细钩结构。这使得许多材料能够“互锁”并永久连接。图片来源：Mark-Daniel Gerngroß

为了将这种连接工艺应用到工业生产中，日前，基尔大学课题组和Phi-Stone股份有限公司研制了一种名为“Metalangelo”的可移动型样机。通过3D打印定制生产的蚀刻元件，可以在室温中精确地处理金属表面。他们希望与首批客户一道，结合拉萨癫痫病治疗医院客户需求将样机开发到市场准备阶段。他们在这方面已经注册了两项专利。样机引用了文艺复兴时期的雕塑家米开朗基罗的名称，以此凸显新工艺的基本原理：定向表面处理。然而，基尔大学研究团队要进行处理的是金属而非大理石。

铝制法兰件牢固地连接在铝壁上。图片来源：Siekmann，CAU

如上图所示，该工艺在连接金属时不会产生传统的焊缝。图片来源：Siekmann，CAU