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德國一工程師發明紅外激光預處理鋁來將塑料與鋁粘合的技術

文章来源: 环球塑化       发布时间:2019-03-14

3月14日,记者了解到,一个德国研究组的工程师发明了一种通过用红外激光预处理铝板来将塑料与铝粘合的技术。他们的成果发表在了“Journal of Laser Applications”杂志上。研究人员发现,用连续激光束对铝表面进行粗糙处理会产生与热塑性聚酰胺的机械互锁,从而产生显着的强粘附力。

德國一工程師發明紅外激光預處理鋁來將塑料與鋁粘合的技術

作者之一Jana Gebauer说:“在其他连接方法中,一般需要一个我们希望的塑料部件来与金属部件配合。而在注塑成型过程中,我们直接在机器腔内的金属部件顶部生成塑料部件。因此,由于特定的热条件,与热压或其他连接技术相比,这是非常困难的。”


爲了解決這些問題,Gebauer和她的同事每次在鋁板表面使用連續激光和一次脈沖作用20皮秒,這樣可以使鋁板表面更粘,以便在其上模塑聚酰胺層。然後,他們將片材放入注塑模具中,並用熱塑性聚酰胺包覆成型,熱塑性聚酰胺是一種與尼龍相關的聚合物,常用于機械部件,如電動工具外殼,機械螺釘和齒輪。


Gebauer說:“之後我們分析了鋁板的表面形貌並對粘接行爲進行了機械測試,以找出哪些參數可以實現最大的粘接強度。”

德國一工程師發明紅外激光預處理鋁來將塑料與鋁粘合的技術

使用光學三維共聚焦顯微鏡和掃描電子顯微鏡進行的測試結果表明,與連續激光預處理鋁板溝槽中的形貌相比,用脈沖激光處理的鋁板溝槽中具有更平滑的線圖案。用紅外激光處理的鋁板也表現出更強的粘合性,但是隨著水分含量的增加,這些性能會降低。


盡管團隊取得了成功,但Gebauer認爲,要了解如何優化金屬表面的預處理以使制造過程更加經濟,還有很多得工作要做。現在,她和她的同事們在研究模塑熱塑性塑料在冷卻時如何收縮。


Gebauer說:“熱收縮導致機械應力的産生,這會分離兩個部件。目前的挑戰是找到一種結構來補償收縮過程中産生的應力,同時要求這種結構不會由于激光處理而造成鋁的軟化。目前我們希望使用超短脈沖激光器時能夠産生可靠的粘接,以減少金屬部件的熱損傷。”

德國一工程師發明紅外激光預處理鋁來將塑料與鋁粘合的技術

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