Современный материал – балки из уплотненной древесины уже совсем скоро появятся на продвинутых строительных площадках. Конечно, древесина могла бы получить более широкое применение и в отрасли машиностроения, если бы не сложности, с которыми ранее сталкивались технологии при попытках максимально прочно соединить полимерное покрытие с древесной основой. Для данных целей в настоящее время применяется специальный клей. Однако он не всегда обеспечивает идеальный результат.
А теперь специалисты Лазерного института в Ганновере предлагают нм инновационный метод соединения древесины с полимером, предусматривающий применение лазера.
Как соединяется дерево с полимерным покрытием?
Необходимо представить себе этот процесс так, что пластмасса для лазерных потоков будет прозрачной. Таким образом, луч как бы пронизывает эту пластмассу, не видя ее. Зато он отлично видит древесину, находящуюся под ней. И вот здесь на этой границе и будет сконцентрирована лазерная энергия. Дерево подвергается нагреву и при этом немного растапливается пластмасса, благодаря чему формируется прочное сварное скрепление, которое намного надежнее, чем клееное соединение.
Преимущества лазерной технологии
Одним из основных достоинств лазерной технологии является ее гибкость – для переналадки подобной установки, чтобы она стала пригодная для выполнения новых процессов, понадобится всего несколько часов.
Энергия луча лазера должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы температура в зоне границы двух материалов не превышала допустимой нормы – 400 градусов. В противном случае дерево начнет обугливаться. Но нагревание до таких высоких температур и не нужно. Ведь многие современные полимеры плавятся еще до достижения тепла 100 градусов.
Испытания нового способа
В настоящее время ситуация следующая. Во время испытания полученных образцов древесины с полимерным покрытием на разрыв, то есть при попытке снова отсоединить пластик от дерева, образец начинает давать трещину не в области соединения, а в толще самого материала. Это хороший показатель, который говорит о том, что полученное лазерным методом соединение стало более прочным, чем сами материалы, подверженные скреплению.
Производительность и скорость сварки
В настоящее время опытная установка ганноверских ученых выполняет сварку с довольно скромной производительностью – всего один метр материала в минуту. Зато создатели проекта намерены существенно поднять мощность лазерного аппарата, которая пока в настоящий момент составляет лишь 100 ватт. При этом будет увеличена производительность процесса до 80 метров материала в минуту. Ученые выражают надежду на то, что уже спустя год они смогут продемонстрировать рабочий прототип масштабного промышленного агрегата. Такое инновационное оборудование позволит получать большое количество полимерной древесины в промышленных условиях на деревообрабатывающих предприятиях.
