コストを節約するために、自動車や航空宇宙産業は、多くの場合、軽量材料は、多くの場合、大幅に製造コストを増加させる、異なるタイプの材料を結合する必要があり、軽量材料を設計する必要があります。最新作は、レーザー技術の使用は、金属やプラスチック素材のミックスが増加しますが存在することを示していますボンド強度、 エンジニア赤外線レーザー技術によってアルミニウム板を前処理することにより、プラスチックアルミニウムと一緒に結合 彼らは、彼らの仕事のレーザ用途ジャーナルの刊行物に詳述されている。これらは、2つのスキャンした画像であり、（a）は、アルミニウムの縁で連続波レーザチップ構造である（b）は、引張せん断試験で成形されていますポリマー表面の溝に残っているアルミニウム。
自動車や航空宇宙産業の開発者は、より効率的な車両の製造を推進し続けている、それは現在、頑丈、軽量なマシンを設計に取り組んでいる。しかし、 軽量材料を設計するには、金属やポリマーなどの異なるタイプの材料を組み合わせる必要があり、これらの追加の工程は製造コストを増加させる。 最近の研究は、レーザー技術の使用が金属およびプラスチックハイブリッド材料の結合強度を増加させることを示している。
ドイツの研究チームのエンジニアは最近、赤外線レーザーでアルミニウム板を前処理することにより、プラスチックをアルミニウムに接着する技術を発明しました。 研究者らは、連続レーザービームを用いてアルミニウム表面を粗面化することにより、熱可塑性ポリアミドとの機械的インターロックが生じ、顕著な接着が生じることを発見しました。 。
著者の一人であるJana Gebauerは次のように述べています。「他の接合方法では、通常、金属部品で作業したいプラスチック部品が必要です。射出成形プロセスでは、マシンキャビティの金属部品の上部に直接プラスチック部品を作成します。特定の熱条件のために、これはホットプレスまたは他の接合技術に比べて非常に困難です。
これらの問題を解決するために、Gebauerらはアルミニウム板の表面に連続したレーザーと1パルスを20ピコ秒間使用した。 、その後、それらは射出成形金型にシート、及び熱可塑性ポリアミドオーバーモールドを配置するポリアミド樹脂成形層が形成されるように、熱可塑性ポリアミドは、ナイロン関連集合体である、アルミニウム表面はより粘性ことができるように電動工具ハウジング、メカニカルスクリュー、ギヤなどの機械部品によく使用されます。
ゲバウアーは言った：「その後、我々は、アルミの表面形態との密着性の挙動を解析し、機械的に最大接合強度を達成することができますどのパラメータを見つけるために試験しました。」
光学式3次元共焦点顕微鏡及び走査電子顕微鏡試験結果は使用して、その溝にアルミニウム板の連続レーザ前処理の形態と比較して、滑らかなラインパターンを有するパルスレーザを有するトレンチ処理アルミニウム板 赤外線レーザーで処理されたアルミニウムシートもより大きな接着性を示すが、水分含有量が増加すると、これらの特性は低下する。
チームの成功にもかかわらず、製造プロセスをより経済的にするために金属表面の前処理を最適化する方法を理解するためには、まだ多くの作業が必要であると、Gebauerは考えています。いつ縮小するか。
Gebauer氏は次のように述べています。「熱収縮により、機械的な応力が発生し、2つの部分が分離されます。 現在の課題は、この構造がレーザ加工のためにアルミニウムの軟化を引き起こさないことを要求しながら、収縮プロセス中に生じる応力を補償する構造を見出すことである。 現時点では、超短パルスレーザーを使用して金属部品の熱損傷を低減する際に、信頼性の高い接合を実現したいと考えています。