Лазерный мир

Исследователи во главе с Дунканом Хандом сварили стекло с различными  металлами / сплавами с использованием сверхбыстрой импульсной лазерной системы.

Дункан Хэнд, директор Центра инновационного производства в Хериот-Ватт.

Ученые из Университета Хериот-Ватт, Эдинбург, Великобритания, сварили стекло и металл вместе с помощью сверхбыстрой лазерной системы, что они называют «прорывом в обрабатывающей промышленности».

Различные оптические материалы, такие как кварц, боросиликатное стекло и даже сапфир, были успешно приварены к таким металлам, как алюминий, титан и нержавеющая сталь, с использованием лазерной системы Heriot-Watt, которая обеспечивает очень короткие пикосекундные импульсы инфракрасного света в продольных швах на  материалах, чтобы соединить  их.

По словам команды Heriot-Watt, возможность сваривать стекло и металлы будет огромным шагом вперед в области гибкости производства и проектирования: новый процесс может трансформировать производственный сектор и напрямую применяться в аэрокосмической, оборонной, оптической технике и даже в здравоохранении.

Профессор Дункан Хэнд, директор Центра инновационного производства EPSRC с пятью университетами в области лазерных производственных процессов, базирующегося в Heriot-Watt, прокомментировал: «Традиционно было очень трудно сваривать разнородные материалы, такие как стекло и металл, из-за их разных температурных свойств — высокие температуры и сильно различающиеся термические расширения вызывают разрушение стекла.

«Возможность сваривать стекло и металлы будет огромным шагом вперед в гибкости производства и проектирования.

«В настоящее время оборудование и изделия, в которых используются стекло и металл, часто склеиваются клеями, нанесение которых приводит к загрязнению, и детали могут постепенно ползти или перемещаться. Выделение газа также является проблемой — органические химические вещества из клея могут постепенно высвобождаться и могут привести к сокращению срока службы продукта.

Сварка стекла с металлом.

«Пиковая мощность в мегаваттах»

«Процесс основан на невероятно коротких лазерных импульсах , которые длятся всего несколько пикосекунд. Свариваемые детали располагаются в тесном контакте, и лазер фокусируется через оптический материал, чтобы обеспечить очень маленькое и очень интенсивное пятно на границе раздела между двумя материалами — мы достигли пиковой мощности в мегаватт на площади всего в несколько микрон в поперечнике».

«Это создает микроплазму, похожую на крошечный шар молнии, внутри материала, окруженного очень ограниченной областью расплава. Мы проверили эти сварные швы в диапазоне температур от -50 ° C до 90 ° C, и сварные швы остались неповрежденными, поэтому мы знаем, что они достаточно прочные, чтобы выдерживать экстремальные условия ».

Профессор Хэнд и его команда работают с консорциумом во главе с Oxford Lasers, интегратором систем лазерной микрообработки, и Coherent Scotland, специалистами по лазерам; и Leonardo и Gooch & Housego, оба конечные пользователи технологии, разрабатывающие прототип для системы лазерной обработки и приближающие ее к коммерциализации.

Два других партнера, Glass Technology Services и Центр инноваций процессов, предоставляют дополнительные пути для коммерциализации, в том числе в упаковке OLED-устройств. Проект финансируется Innovate UK, Университетом Хериот-Ватта и вкладом дополнительных партнеров отрасли.

Источник: http://optics.org/news/10/3/10