可逆粘合技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
可逆粘合技術的實例教程
來源 | Advanced Materials
01
背景介紹
粘合劑是為能源、建筑和汽車等主要行業使用的物體創造輕質結構的關鍵。然而，目前的粘合劑有一個共同的問題：可拆卸和可重復使用的粘合劑大多沒有很好的粘性；超粘性粘合劑是不可逆的。開發可逆性粘合劑可以充分利用其可回收性和可持續性，因此在電子和醫藥等領域具有很大的意義。然而，強粘性需要一個固定的強交聯網絡，而可逆性粘合劑則需要依賴于動態鏈的運動。由于強交聯網絡和動態鏈運動的相互排斥，很難同時滿足粘合劑的兩個方面 - 高性能和可逆性。
02
成果掠影
近日，比利時根特大學Filip E. Du Prez教授課題組開發了兩種用于環氧樹脂硬化的動態聚酰胺固化劑，合成了一類新的動態環氧樹脂粘合劑，在保持快速脫粘能力的同時，顯著提高了粘合劑的使用溫度（>180℃）。該粘合劑可以在高溫下被觸發，同時在很寬的溫度范圍內保持粘合，對于工業上相關的溫度窗口來說，是對現有粘合劑樹脂技術的高度補充。研究成果以“Epoxy Adhesives with Reversible Hardeners: Controllable Thermal Debonding in Bulk and at Interfaces”為題發表于《Advanced Materials》。
03
圖文導讀
圖1. 可逆環氧粘合劑的設計策略。
圖2.
展開 一個德國研究組的工程師最近發明了一種通過用紅外激光預處理鋁板來將塑料與鋁粘合的技術。他們的成果發表在了“Journal of Laser Applications”雜志上。研究人員發現，用連續激光束對鋁表面進行粗糙處理會產生與熱塑性聚酰胺的機械互鎖，從而產生顯著的強粘附力。 作者之一Jana Gebauer說：“在其他連接方法中，一般需要一個我們希望的塑料部件來與金屬部件配合。而在注塑成型過程中，我們直接在機器腔內的金屬部件頂部生成塑料部件。因此，由于特定的熱條件，與熱壓或其他連接技術相比，這是非常困難的。”
為了解決這些問題，Gebauer和她的同事每次在鋁板表面使用連續激光和一次脈沖作用20皮秒，這樣可以使鋁板表面更粘，以便在其上模塑聚酰胺層。然后，他們將片材放入注塑模具中，并用熱塑性聚酰胺包覆成型，熱塑性聚酰胺是一種與尼龍相關的聚合物，常用于機械部件，如電動工具外殼，機械螺釘和齒輪。
Gebauer說：“之后我們分析了鋁板的表面形貌并對粘接行為進行了機械測試，以找出哪些參數可以實現最大的粘接強度。”
使用光學三維共聚焦顯微鏡和掃描電子顯微鏡進行的測試結果表明，與連續激光預處理鋁板溝槽中的形貌相比，用脈沖激光處理的鋁板溝槽中具有更平滑的線圖案。用紅外激光處理的鋁板也表現出更強的粘合性，但是隨著水分含量的增加，這些性能會降低。
盡管團隊取得了成功，但Gebauer認為，要了解如何優化金屬表面的預處理以使制造過程更加經濟，還有很多得工作要做。現在，她和她的同事們在研究模塑熱塑性塑料在冷卻時如何收縮。
Gebauer說：“熱收縮導致機械應力的產生，這會分離兩個部件。目前的挑戰是找到一種結構來補償收縮過程中產生的應力，同時要求這種結構不會由于激光處理而造成鋁的軟化。
展開 這套機器具有高達16升的可變構建尺寸和高速單程打印噴頭，使金屬零件的生產速度比傳統的3D打印技術快10倍。這一優勢將幫助牙科技術人員擴大他們現有的產量，每天可生產數百個定制零件。
△3D打印和拋光的可移動部分義齒框架。照片來自Desktop Health
Shop系統還將使牙科技術人員能夠打印密集、復雜的零件，并在出爐時具有令人難以置信的細節和表面光潔度。單程打印頭具有1600個原始DPI，比傳統的粘合劑噴射系統的分辨率高400%。同時，打印頭的5倍噴嘴冗余度使打印質量更加可靠。
Desktop Health的商店系統現在可用于牙科實驗室，已經具備了制造鉻鈷合金部件的能力，并將在美國食品和藥物管理局批準后投入商業使用。
展開 一個德國研究組的工程師最近發明了一種通過用紅外激光預處理鋁板來將塑料與鋁粘合的技術。他們的成果發表在了“Journal of Laser Applications”雜志上。研究人員發現，用連續激光束對鋁表面進行粗糙處理會產生與熱塑性聚酰胺的機械互鎖，從而產生顯著的強粘附力。
作者之一Jana Gebauer說：“在其他連接方法中，一般需要一個我們希望的塑料部件來與金屬部件配合。而在注塑成型過程中，我們直接在機器腔內的金屬部件頂部生成塑料部件。因此，由于特定的熱條件，與熱壓或其他連接技術相比，這是非常困難的。”
為了解決這些問題，Gebauer和她的同事每次在鋁板表面使用連續激光和一次脈沖作用20皮秒，這樣可以使鋁板表面更粘，以便在其上模塑聚酰胺層。然后，他們將片材放入注塑模具中，并用熱塑性聚酰胺包覆成型，熱塑性聚酰胺是一種與尼龍相關的聚合物，常用于機械部件，如電動工具外殼，機械螺釘和齒輪。
Gebauer說：“之后我們分析了鋁板的表面形貌并對粘接行為進行了機械測試，以找出哪些參數可以實現最大的粘接強度。”
使用光學三維共聚焦顯微鏡和掃描電子顯微鏡進行的測試結果表明，與連續激光預處理鋁板溝槽中的形貌相比，用脈沖激光處理的鋁板溝槽中具有更平滑的線圖案。用紅外激光處理的鋁板也表現出更強的粘合性，但是隨著水分含量的增加，這些性能會降低。
盡管團隊取得了成功，但Gebauer認為，要了解如何優化金屬表面的預處理以使制造過程更加經濟，還有很多得工作要做。現在，她和她的同事們在研究模塑熱塑性塑料在冷卻時如何收縮。
Gebauer說：“熱收縮導致機械應力的產生，這會分離兩個部件。目前的挑戰是找到一種結構來補償收縮過程中產生的應力，同時要求這種結構不會由于激光處理而造成鋁的軟化。
展開 與惠普合作開發的3D打印機基于粘合劑噴射工藝，這是對先前選擇性激光熔化（SLM）工藝的補充。與其他金屬3D打印解決方案相比，惠普的粘合劑噴射使金屬3D打印更加輕松快捷。在該方法中，使用金屬粉末和分層施加的粘合劑制造部件。然后在燒結過程中“烘烤”打印出的金屬部件。
大眾目前正在將該技術用于可定制組件，如個性化鑰匙環和外置銘牌。大眾汽車的多年計劃是使用HP的粘合劑噴射來生產具有滿足結構要求的更高性能的功能部件。
大眾汽車的3D打印中心占地面積為3,100平方米。現在，一個規劃師和研究人員團隊致力于開發新產品和新工藝。在未來協議的框架內，建立了一個新的增材制造單位，提供11個面向未來的工作崗位。
在開幕式上，增材制造主管Oliver Pohl評論道：“在這里，我們創建了一個創新中心，對未來大眾汽車具有巨大的戰略意義。”
工作委員會成員Susanne Preuk說：“3D打印中心的落成突顯了創新基金II的重要性，這使得這樣的投資成為可能，工作委員會歡迎公司開放新技術，并以面向未來的方式塑造它們，以符合員工的利益。”
據南極熊了解，大眾汽車并不是唯一一家開設3D打印制造中心的汽車公司。南極熊曾報道福特汽車(Ford Motor)斥資4,500萬美元在底特律以西的密歇根州雷德福鎮(Redford town)建立了先進的制造中心。先進制造中心擁有23臺3D打印機，并與10家增材制造公司合作。該中心正在測試來自Stratasys、惠普、EOS和其他供應商的3D打印機，以適應汽車制造。這使得福特的專家們能夠開發出不同材料的應用——從沙子到尼龍粉再到碳。據該公司稱，目前正在開發的一款應用程序有可能為該公司節省200多萬美元。
福特汽車的制造和生產中有3D打印零件。
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背景介紹
粘合劑是為能源、建筑和汽車等主要行業使用的物體創造輕質結構的關鍵。然而，目前的粘合劑有一個共同的問題：可拆卸和可重復使用的粘合劑大多沒有很好的粘性；超粘性粘合劑是不可逆的。開發可逆性粘合劑可以充分利用其可回收性和可持續性，因此在電子和醫藥等領域具有很大的意義。然而，強粘性需要一個固定的強交聯網絡
南極熊導讀：作為最有可能實現批量化生產的金屬3D打印技術，粘結劑噴射在各個領域的應用可能性也在被不斷探索著，牙科領域便是其中之一。
近日，南極熊了解到，工業3D打印機制造商Desktop Metal的醫療健康子公司Desktop Health擴大了其牙科技術應用，為牙科實驗室提供粘合劑噴射3D打印能力。
這家公司的Shop系統推出了可應用于牙科的鉻鈷合金產品，現在可供牙科實驗室預購
不可控的出血和傷口感染在臨床手術中時有發生，易對患者造成致命的威脅。相較傳統的手術縫合和機械固定，醫用粘合劑操作簡便、即時有效，是時代發展的必然產物。然而，目前商業化的醫用膠粘劑存在生物相容性差和動態濕粘合性弱等不容忽視的缺陷，開發具有高性能的醫用膠粘劑仍然迫在眉睫。
近日，華中科技大學國家納米藥物工程技術研究中心趙彥兵教授課題組
一個德國研究組的工程師最近發明了一種通過用紅外激光預處理鋁板來將塑料與鋁粘合的技術。他們的成果發表在了“Journal of Laser Applications”雜志上。研究人員發現，用連續激光束對鋁表面進行粗糙處理會產生與熱塑性聚酰胺的機械互鎖，從而產生顯著的強粘附力。
作者之一Jana Gebauer說：“在其他連接方法中，一般需要一個我們希望的塑料部件來與金屬部件配合
2018年12月12日，南極熊從外媒獲悉，德國汽車制造商大眾汽車的工具制造部門剛剛宣布，該公司在沃爾夫斯堡的生產工廠開設了一個先進的3D打印中心，可以生產復雜的汽車零部件， 將使用與惠普合作開發的“最先進的一代3D打印機”。
大眾汽車品牌生產主管Andreas Tostmann博士在開幕式上評論道：“3D打印中心將大眾的增材制造活動提升到一個新的水平。”
“在兩到三年的時間里
Digital Metal是領先的金屬粉末生產商H?gan?sAB的子公司，2018年9月15日，南極熊從外媒獲悉，該公司已與歐洲汽車和航空航天工業公司簽署了兩項私人協議。 此外，英國國家增材制造中心（NCAM）已成為該公司DM P2500金屬3D打印機的最新用戶。
NCAM技術專家Usama Attia說“Digital Metal的技術為金屬增材制造提供了巨大的潛力和生產力。”
NCAM的增材制造技術經理
一個德國研究組的工程師最近發明了一種通過用紅外激光預處理鋁板來將塑料與鋁粘合的技術。他們的成果發表在了“Journal of Laser Applications”雜志上。研究人員發現，用連續激光束對鋁表面進行粗糙處理會產生與熱塑性聚酰胺的機械互鎖，從而產生顯著的強粘附力。 作者之一Jana Gebauer說：“在其他連接方法中，一般需要一個我們希望的塑料部件來與金屬部件配合。而在注塑成型過程中
