industria automobilistica e aerospaziale, al fine di risparmiare sui costi spesso hanno bisogno per progettare materiali leggeri, materiali leggeri spesso la necessità di combinare diversi tipi di materiali, che aumenta notevolmente i costi di produzione. L'ultimo lavoro mostra che non v'è l'uso della tecnologia laser aumenterà il mix di metallo e materie plastiche Forza di legame, Pretrattando la piastra in alluminio da ingegneri tecnologia laser infrarosso, plastica legato insieme con l'alluminio Essi sono dettagliate nel Journal of Laser Applications Journal del loro lavoro. Queste sono le due immagini acquisite, (a) è una struttura di circuito integrato onda laser continuo ai bordi di alluminio, (b) è modellato nella prova di trazione di taglio L'alluminio rimanente nella scanalatura della superficie del polimero.
Mentre gli sviluppatori dell'industria automobilistica e aerospaziale continuano a spingere per veicoli più efficienti, le persone stanno attualmente lavorando alla progettazione di macchine robuste e leggere. La progettazione di materiali leggeri richiede la combinazione di diversi tipi di materiali, come metalli e polimeri, e questi passaggi aggiuntivi aumentano i costi di produzione. Recenti lavori hanno dimostrato che l'uso della tecnologia laser aumenta la forza di legame dei materiali ibridi in metallo e plastica.
Un ingegnere del team di ricerca tedesco ha recentemente inventato una tecnica per incollare la plastica all'alluminio pre-trattando una lastra di alluminio con un laser a infrarossi. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista "Journal of Laser Applications", i ricercatori hanno scoperto che irruvidire la superficie di alluminio con un raggio laser continuo produce un interlock meccanico con la poliammide termoplastica, con conseguente adesione significativa. .
Uno degli autori, Jana Gebauer, ha dichiarato: "In altri metodi di giunzione, di solito abbiamo bisogno di una parte in plastica che vogliamo lavorare con parti in metallo: nel processo di stampaggio a iniezione, creiamo parti in plastica direttamente sulla parte superiore delle parti metalliche nella cavità della macchina. A causa delle specifiche condizioni termiche, questo è molto difficile rispetto alla spremitura a caldo o ad altre tecniche di giuntura. "
Per risolvere questi problemi, Gebauer e i suoi colleghi hanno utilizzato il laser continuo e un impulso per 20 picosecondi sulla superficie della piastra di alluminio. Questo rende la superficie del foglio di alluminio più viscosa per modellare lo strato di poliammide su di esso, quindi, mette il foglio in uno stampo a iniezione e sovrastampato con poliammide termoplastica, che è una polimerizzazione legata al nylon. Spesso utilizzato per componenti meccanici quali alloggiamenti per utensili elettrici, viti e ingranaggi meccanici.
Gebauer ha dichiarato: "Dopo aver analizzato la morfologia superficiale della piastra di alluminio e testato meccanicamente il comportamento di incollaggio per scoprire quali parametri possono raggiungere la massima forza di adesione.
I risultati dei test che utilizzano un microscopio confocale tridimensionale ottico e un microscopio elettronico a scansione hanno dimostrato che nella scanalatura della piastra di alluminio trattata dal laser pulsato si forma una linea più liscia rispetto alla morfologia nella scanalatura della piastra di alluminio pretrattata con laser. Anche le lastre di alluminio trattate con i laser a infrarossi mostrano una maggiore adesione, ma con l'aumentare del contenuto di umidità, queste proprietà diminuiscono.
Nonostante il successo della squadra, ma Gebauer pensare, per capire come ottimizzare il pre-trattamento delle superfici metalliche al fine di rendere il processo di produzione più economico, c'era un sacco di lavoro da fare. Ora, lei ei suoi colleghi nello studio del modellato raffreddamento termoplastici Come restringere quando.
Gebauer ha dichiarato: "La contrazione termica provoca la generazione di sollecitazioni meccaniche, che separa le due parti. La sfida attuale è quella di trovare una struttura per compensare lo stress generato durante il processo di restringimento, richiedendo nel contempo che questa struttura non causi il rammollimento dell'alluminio dovuto alla lavorazione laser. Al momento, speriamo di produrre un incollaggio affidabile quando utilizziamo laser a impulsi ultracorti per ridurre il danno termico delle parti metalliche.