Ερευνητές στο NC State αποκάλυψαν ένασυγκόλληση με επαγωγήτεχνική ικανή να ενώνει πλαίσια σύνθετου μεταλλικού αφρού (CMF)χωρίς να θίγονται οι χαρακτηριστικές πορώσεις και μονωτικές ιδιότητες του αφρού Το Αμερικανικό Ναυτικό Ινστιτούτο+12Νέα της πολιτείας.+12Τεχνολογικός εξερευνητής+12.Η CMF συνδυάζει κούφες μεταλλικές σφαίρες σε μια μεταλλική μήτρα, προσφέροντας έναν μοναδικό συνδυασμό ελαφρής δομής, αντοχής και θερμομόνωσης ιδανικές για αεροδιαστημικές, αμυντικές,και ενεργειακές εφαρμογές Η Αμερικανική Εταιρεία Μηχανικών Μηχανικών+3Νέα της πολιτείας.+3Έκθεση για τις καινοτομίες+3.

Η παραδοσιακή συγκόλληση με συγκόλληση αποτυγχάνει με CMF επειδή η θερμότητα λιώνει και καταρρέει την πορώδη δομή του αφρού, καταστρέφοντας τα οφέλη του:Το στερεό λιωμένο γεμιστικό σχηματίζει πυκνά, μη πορώδη συγκόλλημαπου εξαλείφουν το πλεονέκτημα του αφρού Νέος ΆτλαςΤεχνολογικός εξερευνητής.Αντ' αυτού, η ομάδα του NC State στράφηκε στη συγκόλληση με επαγωγή.Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που παράγεται μέσω των περιτυλίξεων επαγωγής θερμαίνει επιλεκτικά την περιοχή σύνδεσης, διεισδύει στο CMF παρά την περιεκτικότητα του σε μέταλλα 30~35%χωρίς τήξη του περιβαλλοντικού υλικού WRAL.com+8Τεχνολογικός εξερευνητής+8工程学院+8.

Βασικά ευρήματα

Μετά την ένωση δειγμάτων CMF χρησιμοποιώντας συγκόλληση επαγωγής, η ομάδα παρατήρησε ότιδεν σημειώθηκε κατάρρευση των εσωτερικών φυσαλίδωνΣύμφωνα με τον καθηγητή Afsaneh Rabiei, η αντοχή σε τράβηξη του δεσμού παρέμεινε κοντά στην αντοχή του βασικού υλικού.Η συγκόλληση με επαγωγή λειτουργεί πολύ καλά στα συστατικά CMF λόγω του υψηλού κλάσματος αέρα του αφρού που επιτρέπει ηλεκτρομαγνητική θέρμανση στοχευμένη στη σύνδεση. Νέος Άτλας+4Το εργαστήριο - Μπρουκς Μπελ+4工程学院+4.

Εφαρμογές και συνέπειες

Η επιτυχημένη επίδειξη ανοίγει το CMF γιαδομική χρήση σε αεροδιαστημικά πάνελ, θωράκιση οχημάτων και εφαρμογές θερμικής ασπίδας∆εδομένου ότι το CMF μπορεί να συγκολληθεί χωρίς να χάσει τις ιδιότητες του αφρού, οι κατασκευαστές μπορούν τώρα να προβλέπουνΣυσκευές CMF μεγάλης κλίμακας με σύνθετα σχήματακαι αρθρώσεις προηγουμένως απρακτικές.

Ετοιμότητα της βιομηχανίας

Ενώ ήταν ακόμα ακαδημαϊκή, αυτή η μέθοδος κέρδισε έδαφος: η εργασία του CMF του NC State εκτείνεται σε 20 χρόνια,και πρόσφατες αναφορές δείχνουν ότι τα σύνθετα μέταλλο αφρού είναι πλέον διαθέσιμα εμπορικά για εφαρμογές σε όλη την ρομποτική, άμυνας και δομικά συστήματα Τεχνολογικός εξερευνητής+2Νέα της πολιτείας.+2Έκθεση για τις καινοτομίες+2ΑΕΠΕΑ.Η νέα τεχνική συγκόλλησης λύνει ένα σημαντικό εμπόδιο υιοθέτησης, φέρνοντας το CMF πιο κοντά στην πραγματική ολοκλήρωση.

Η ανάλυση μου

Αυτή η εξέλιξη είναι κάτι περισσότερο από μια πρόοδος των υλικών· είναι ένα σημείο καμπής για την υιοθέτηση ελαφρών σύνθετων υλικών σε μηχανικά συστήματα.ακριβής και τοπική, διατηρεί τα πλεονεκτήματα του CMF, επιτρέποντας παράλληλα τη διαρθρωτική ακεραιότητα.Η δυνατότητα συγκόλλησης με επιλογή μόνο της περιοχής διεπαφής μέσω ηλεκτρομαγνητικής θέρμανσης μειώνει τη θερμική στρέβλωση και υποστηρίζει την υβριδική κατασκευή.

Αντί να αντικαταστήσει τα παραδοσιακά μέταλλα ή σύνθετα, η CMF με την συγκόλληση επαγωγής προσφέρειπρονομιακή επιλογή όπου η μόνωση, η απορρόφηση ενέργειας και η μείωση του βάρους έχουν ταυτόχρονη σημασίαΓια παράδειγμα, οι θωράκτες που χρησιμοποιούν CMF θα μπορούσαν να απορροφήσουν την πρόσκρουση ενώ παραμένουν ελαφρύτεροι, ή τα κιβώτια μπαταριών σε ηλεκτρικά οχήματα θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν τόσο την αντοχή όσο και την αντοχή στη θερμότητα.

Συμπερασματικά, η συγκόλληση με επαγωγή CMF μετατρέπει ένα ελπιδοφόρο υλικό σε μια κατασκευαστική πραγματικότητα.Μπορούμε να περιμένουμε αυτά τα ελαφριά αφρούς να εμφανιστούν στην αεροδιαστημικήΗ ενσωμάτωση αυτής της μεθόδου συγκόλλησης θέτει τα θεμέλια για την επόμενη γενιά πολυλειτουργικών μεταλλικών υλικών.