Les industries automobile et aérospatiale ont souvent besoin de concevoir des matériaux légers pour réduire les coûts.Les matériaux légers nécessitent souvent différents types de matériaux, ce qui augmente considérablement les coûts de fabrication.Des travaux récents ont montré que l'utilisation de la technologie laser Force de liaison, L'ingénieur a collé le plastique à l'aluminium en prétraitant la plaque d'aluminium avec un laser infrarouge. Ils ont développé leur travail dans le Journal of Laser Applications, qui est composé de deux images scannées: (a) la puce en aluminium au bord de la structure laser CW, et (b) la moulée après le test de traction. L'aluminium restant dans la rainure de la surface du polymère.
Alors que les développeurs des secteurs de l’automobile et de l’aérospatiale continuent à miser sur des véhicules plus efficaces, les gens travaillent actuellement à la conception de machines robustes et légères. La conception de matériaux légers nécessite de combiner différents types de matériaux, tels que des métaux et des polymères, et ces étapes supplémentaires augmentent les coûts de fabrication. Des travaux récents ont montré que l'utilisation de la technologie laser augmente la force de liaison des matériaux hybrides en métal et en plastique.
Un ingénieur d’équipe de recherche allemand a récemment inventé une technique de collage de plastique sur aluminium en prétraitant une plaque d’aluminium avec un laser infrarouge. Leurs résultats sont publiés dans le magazine "Journal of Applications Laser. Les chercheurs ont trouvé que la rugosité de surface de l'aluminium traité avec un faisceau laser continu produit un verrouillage mécanique avec le polyamide thermoplastique, ce qui entraîne une forte adhérence significative .
L'un des Jana Gebauer dit: « Dans d'autres méthodes de connexion, nécessitent généralement une pièce en matière plastique nous voulons coopérer avec l'élément de métal dans le procédé de moulage par injection, on génère des pièces en plastique directement au-dessus des parties métalliques de la machine et par conséquent la cavité. en raison des conditions spécifiques de la chaleur, par rapport à pression ou toute autre technologie de connexion à chaud, ce qui est très difficile ».
Pour résoudre ces problèmes, Gebauer et ses collègues utilisent chaque impulsion laser continu et un rôle dans la surface en aluminium 20 picosecondes Ceci rend la surface de la feuille d'aluminium plus visqueuse afin de mouler la couche de polyamide sur celle-ci, puis elle met la feuille dans un moule d'injection et est surmoulée avec du polyamide thermoplastique, qui est une polymérisation liée au nylon. Souvent utilisé pour les pièces mécaniques telles que les boîtiers d'outils électriques, les vis mécaniques et les engrenages.
Gebauer a déclaré: «Après avoir analysé la morphologie de la surface de la plaque d'aluminium et testé mécaniquement le comportement de liaison, nous avons déterminé quels paramètres pouvaient atteindre la force de liaison maximale.
Des résultats de test utilisant un microscope confocal optique tridimensionnel et un microscope électronique à balayage ont montré qu'un motif de trait plus lisse est formé dans la rainure de la plaque d'aluminium traitée par le laser pulsé par rapport à la morphologie dans la rainure de la plaque d'aluminium prétraitée au laser continue. Les feuilles d'aluminium traitées avec des lasers infrarouges présentent également une plus grande adhérence, mais à mesure que la teneur en humidité augmente, ces propriétés diminuent.
Malgré le succès de l'équipe, mais Gebauer pense, pour comprendre comment optimiser le prétraitement des surfaces métalliques afin de rendre le processus de fabrication plus économique, il y avait beaucoup de travail à faire. Maintenant, elle et ses collègues dans l'étude de refroidissement thermoplastique moulé Comment rétrécir quand
Gebauer a déclaré: «Le retrait thermique provoque des contraintes mécaniques qui séparent les deux parties. Le défi consiste à trouver une configuration pour compenser contrainte de retrait générée dans le processus, alors que la structure ne nécessite pas un tel traitement provoqué par le laser ramolli aluminium À l'heure actuelle, nous espérons produire une liaison fiable lors de l'utilisation de lasers à impulsions ultracourts pour réduire les dommages thermiques des pièces métalliques.