工業(yè)結(jié)合所使用的材料中,對(duì)
塑料的需求仍在不斷增加;而
金屬在機(jī)械和電學(xué)方面的優(yōu)越性能也確保了其在混合應(yīng)用中的地位。但是金屬和塑料之間的結(jié)合是最困難的物理結(jié)合之一,任何一個(gè)帶過無框眼鏡的人都知道這種結(jié)合有多么脆弱。德國(guó)弗勞恩霍夫
激光技術(shù)研究院(ILT)最新的研究結(jié)果展示了一種能將金屬與塑料更好地結(jié)合在一起的好方法:利用激光實(shí)現(xiàn)。
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X*Z8CM_ 目前,將金屬與塑料結(jié)合的最主要的方法是注模
成型技術(shù),在注模過程中通過一個(gè)專門的
夾具固定組件。但是為了滿足定位和高精密組件的要求,這種方法需要采用緊密
公差;此外根據(jù)應(yīng)用情況,這種方法也并不是總能得到高強(qiáng)度的結(jié)合。對(duì)于較大的面積,可以使用簡(jiǎn)單的
膠合,或者對(duì)塑料部件加工螺紋進(jìn)行螺紋連接。但是這些結(jié)合方法的可靠性和牢固性都較差。
]`bQW? A/7X9ir 為了克服這些缺點(diǎn),研究人員研究出了LIFTEC技術(shù)(激光誘導(dǎo)結(jié)合技術(shù))來改進(jìn)金屬與塑料之間的結(jié)合情況。激光方法與傳統(tǒng)方法類似。傳統(tǒng)方法通過感應(yīng)或超聲加熱金屬部件,從而熔化金屬部件周圍的塑料,冷卻后塑料和金屬之間就形成了合縫連接。LIFTEC技術(shù)簡(jiǎn)單有效,它使用激光加熱金屬部件。在最簡(jiǎn)單的應(yīng)用中,LIFTEC技術(shù)利用了所有未著色的熱塑塑料都是透明或者半透明的性質(zhì)。激光經(jīng)過塑料部件后聚焦在待結(jié)合的金屬部上,引起局部熔化。在結(jié)合之前將金屬部件處理為帶凹槽或孔洞的形狀,可以進(jìn)一步增強(qiáng)最終的結(jié)合效果。
_BFOc>0 ?88`fJ@tk? 其他材料
Kf 2jD4z} /t6X(*xoy LIFTEC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)也許在于它的靈活性,它甚至可以應(yīng)用于像特氟隆這樣的耐熱材料。這類不透明塑料和金屬的結(jié)合方法,與激光經(jīng)過塑料部件后聚焦在待結(jié)合的金屬部件稍有不同:激光在側(cè)面加熱金屬,并且金屬正好位于塑料部件的表面上,然后金屬部件逐漸進(jìn)入塑料中。最重要的是,LIFTEC技術(shù)不僅僅局限于金屬部件,還可以用于結(jié)合陶瓷和塑料。
n!6Z]\8~$ be e5 LIFTEC技術(shù)的能力最近才被研究人員所證明,研究人員還報(bào)導(dǎo)了一個(gè)值得注意的結(jié)果:當(dāng)銷軸直徑為2mm時(shí),拉開結(jié)合的力約為700N。
rCS#{x .>wv\i[p 與現(xiàn)有技術(shù)相比,LIFTEC技術(shù)的結(jié)合過程中的精確度要求大幅降低,因此該技術(shù)有望在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用。此外,感應(yīng)和超聲波加熱對(duì)材料的熱導(dǎo)率有限制,而使用激光輻射則沒有這種要求。研究人員表示, LIFTEC技術(shù)將有望在現(xiàn)有技術(shù)遇到困難的一些領(lǐng)域大顯身手。
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=qJ 1xU3#b&2tC 目前演示的LIFTEC技術(shù)使用的是價(jià)格低廉的二極管
激光器。由于該技術(shù)對(duì)所使用的激光輻照的光束質(zhì)量要求不高,所以
光纖耦合二極管激光器肯定能用于該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用中。
+fx8muz:y .[u>V 為了進(jìn)一步集成LIFTEC技術(shù),ILT聲名卓著的工程學(xué)專用技術(shù)也開始嶄露頭角。研究人員Holtkamp說:“我們正在研究滿足這個(gè)特定加工工藝要求的機(jī)器。目前我們采用液壓設(shè)備,但是對(duì)加工工藝來說,液壓壓力太大并且不準(zhǔn)確。新的機(jī)器將采用電力驅(qū)動(dòng),可以放置于桌面上,這意味著配鏡師在商店里就能使用該儀器將鏡片和鏡框瞬間結(jié)合在一起!
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