las industrias de automoción y aeroespacial con el fin de ahorrar costes a menudo necesitan para diseñar materiales ligeros, materiales ligeros menudo necesitan combinar diferentes tipos de materiales, lo que aumenta considerablemente los costes de fabricación. El último trabajo muestra que no es el uso de la tecnología láser aumentará la mezcla de materiales metálicos y plásticos Fuerza de unión, El ingeniero pegó el plástico al aluminio pretratando la placa de aluminio con un láser infrarrojo. Expusieron sobre su trabajo en el Journal of Laser Applications. Las dos imágenes escaneadas anteriores son: (a) el chip de aluminio en el borde de la estructura del láser CW, y (b) el moldeado después de la prueba de cizallamiento por tracción. El aluminio restante en el surco de la superficie del polímero.
A medida que los desarrolladores en las industrias automotriz y aeroespacial continúan presionando por vehículos más eficientes, la gente está trabajando en el diseño de máquinas robustas y livianas. Diseñar materiales livianos requiere combinar diferentes tipos de materiales, como metales y polímeros, y estos pasos adicionales aumentan los costos de fabricación. Trabajos recientes han demostrado que el uso de la tecnología láser aumenta la resistencia de los materiales híbridos metálicos y plásticos.
Un ingeniero del equipo de investigación alemán inventó recientemente una técnica para unir plástico al aluminio pretratando una placa de aluminio con un láser infrarrojo. Sus resultados fueron publicados en la revista 'Journal of Laser Applications'. Los investigadores descubrieron que la rugosidad de la superficie de aluminio con un rayo láser continuo produce un enclavamiento mecánico con la poliamida termoplástica, lo que resulta en una adhesión significativa. .
Uno de los autores, Jana Gebauer, dijo: "En otros métodos de unión, generalmente necesitamos una pieza de plástico para trabajar con partes metálicas. En el proceso de moldeo por inyección, creamos piezas de plástico directamente en la parte superior de las partes metálicas en la cavidad de la máquina. Debido a las condiciones térmicas específicas, esto es muy difícil en comparación con el prensado en caliente u otras técnicas de unión ".
Para resolver estos problemas, Gebauer y sus colegas usaron un láser continuo y un pulso durante 20 picosegundos en la superficie de la placa de aluminio. , Para que la superficie de aluminio puede ser más viscoso, de modo que la capa de poliamida moldeada sobre la misma. A continuación, se coloca en un molde de inyección una hoja, y un sobremoldeado poliamida termoplástica, poliamida termoplástica es una agregación relacionados nylon- fue utilizado en las partes mecánicas, tales como carcasas de herramientas eléctricas, tornillos de máquina y engranajes.
Gebauer dijo: 'Entonces se analizó el comportamiento morfología de la superficie y la adhesión de aluminio se ensayaron mecánicamente a averiguar qué parámetros pueden lograr la máxima resistencia de la unión.'
Utilizando un microscopio y de prueba microscopio electrónico de barrido confocal ópticos resultados tridimensionales muestran que, en comparación con la morfología de pretratamiento láser continuo de la placa de aluminio en la zanja, la placa de aluminio zanja-tratados con un láser de impulsos que tiene un patrón de línea más suave Las láminas de aluminio tratadas con láseres infrarrojos también exhiben una mayor adhesión, pero a medida que aumenta el contenido de humedad, estas propiedades disminuyen.
A pesar del éxito del equipo, Gebauer cree que para entender cómo optimizar el pretratamiento superficial de metal para hacer el proceso de fabricación más económico, todavía hay mucho trabajo por hacer. Ahora, ella y sus colegas están estudiando el moldeado de termoplásticos en refrigeración. Cómo encoger cuando.
Gebauer dijo: "La contracción del calor provoca el estrés mecánico que se genera, que separa las dos partes. El desafío actual es encontrar una estructura para compensar el estrés generado durante el proceso de contracción, al tiempo que exige que esta estructura no provoque un ablandamiento del aluminio debido al procesamiento del láser. En la actualidad, esperamos producir una unión confiable cuando se usan láseres de pulso ultracortos para reducir el daño térmico de las partes metálicas.