I ricercatori della NC State hanno presentato un nuovosaldatura per induzionetecnica in grado di unire pannelli in schiuma metallica composita (CMF)senza compromettere la caratteristica porosità e le proprietà isolanti della schiuma 美国海军研究所 新闻+12NC State News+12Esploratore tecnologico+12.CMF combina sfere metalliche vuote in una matrice metallica, offrendo una combinazione unica di struttura leggera, resistenza e proprietà di isolamento termico ideali per l'aerospaziale, la difesa,e applicazioni energetiche 美国机械工程师学会 (Associazione degli ingegneri meccanici statunitensi)+3NC State News+3Relazione sulle innovazioni+3.

La saldatura a fusione tradizionale fallisce con la CMF perché il calore si scioglie e collassa la struttura porosa della schiuma, distruggendo i suoi benefici:Filtro fuso solido forma saldature dense e non poroseche eliminano il vantaggio della schiuma Nuovo AtlasEsploratore tecnologico.Invece, la squadra di NC State si è rivolta alla saldatura a induzione.il campo elettromagnetico generato dalle bobine di induzione riscalda selettivamente la regione di giunzione, che penetra nella CMF nonostante il suo contenuto di metalli del 30~35% – grazie alla rapida penetrazione del campo nella schiuma metallica – che porta a un legame solidosenza scioglimento del materiale circostante WRAL.com+8Esploratore tecnologico+8工程学院+8.

Conclusioni chiave

Dopo aver unito campioni CMF con saldatura a induzione, il team ha osservato chenon si è verificato il collasso delle bolle interne, e la resistenza alla trazione del legame è rimasta vicina a quella del materiale base.La saldatura a induzione funziona molto bene sui componenti CMF a causa dell'elevata frazione di aria della schiuma che consente il riscaldamento elettromagnetico diretto alla giunzione. Nuovo Atlas+4Il laboratorio - Brookes Bell+4工程学院+4.

Applicazioni e implicazioni

La dimostrazione di successo apre la strada al CMF perutilizzo strutturale in applicazioni di pannelli aerospaziali, corazza per veicoli e schermo termico¥in cui il risparmio di peso e l'isolamento termico sono fondamentali.gruppi CMF su larga scala con forme complessee articolazioni precedentemente poco pratiche.

Prontezza dell'industria

Mentre era ancora accademica, questo metodo ha guadagnato terreno: il lavoro del CMF di NC State si estende per 20 anni,e recenti rapporti mostrano che i compositi in schiuma metallica sono ora disponibili commercialmente per applicazioni in tutta la robotica, difesa e sistemi strutturali Esploratore tecnologico+2NC State News+2Relazione sulle innovazioni+2AFCEA.La nuova tecnica di saldatura risolve un importante ostacolo all'adozione, avvicinando il CMF all'integrazione nel mondo reale.

La mia analisi

Questo sviluppo è più che un progresso dei materiali, è un punto di svolta per l'adozione di materiali compositi leggeri nei sistemi di ingegneria.precisi e localizzati, conserva i vantaggi dei CMF, consentendo al contempo l'integrità strutturale.La capacità di saldare selezionando solo la regione di interfaccia tramite riscaldamento elettromagnetico riduce la distorsione termica e supporta la produzione ibrida.

Invece di sostituire i metalli o i compositi tradizionali, CMF con saldatura ad induzione offreun'opzione premium in cui l'isolamento, l'assorbimento di energia e la riduzione del peso sono simultaneamente importantiAd esempio, i pannelli corazzati che utilizzano CMF potrebbero assorbire l'impatto rimanendo più leggeri, o le carcasse delle batterie nei veicoli elettrici potrebbero sfruttare sia la resistenza che la resistenza al calore.

In conclusione, la saldatura ad induzione di CMF trasforma un materiale promettente in una realtà manifatturiera.Possiamo aspettarci che queste schiume leggere appaiano nell' aerospazioL'integrazione di questo metodo di saldatura pone le basi per la prossima generazione di materiali metallici multifunzionali.