Cientistas da Universidade Heriot-Watt soldaram vidro e metal usando um sistema de laser ultrarrápido, em um avanço para a indústria de manufatura.

Vários materiais ópticos, como quartzo, vidro de borosilicato e até safira foram todos soldados com sucesso a metais como o alumínio, titânio e aço inoxidável usando o sistema a laser Heriot-Watt, que fornece muito curto, pulsos de picossegundos de luz infravermelha em trilhas ao longo dos materiais para fundi-los.

O novo processo pode transformar o setor de manufatura e ter aplicações diretas no setor aeroespacial, defesa, tecnologia óptica e até campos de saúde.

Professor Duncan Hand, diretor do Centro EPSRC de cinco universidades para Fabricação Inovadora em Processos de Produção Baseados em Laser com sede em Heriot-Watt, disse:"Tradicionalmente, tem sido muito difícil soldar materiais diferentes, como vidro e metal, devido às suas diferentes propriedades térmicas - as altas temperaturas e expansões térmicas altamente diferentes envolvidas fazem com que o vidro se estilhace.

"Ser capaz de soldar vidro e metais será um grande passo em frente na flexibilidade de fabricação e design.

"No momento, equipamentos e produtos que envolvem vidro e metal são frequentemente mantidos juntos por adesivos, que são complicados de aplicar e as peças podem se arrastar gradualmente, ou mover. A liberação de gases também é um problema - os produtos químicos orgânicos do adesivo podem ser liberados gradualmente e podem levar à redução da vida útil do produto.

"O processo depende dos pulsos incrivelmente curtos do laser. Esses pulsos duram apenas alguns picossegundos - um picossegundo a um segundo é como um segundo em comparação com 30, 000 anos.

"As peças a serem soldadas são colocadas em contato próximo, e o laser é focado através do material óptico para fornecer um ponto muito pequeno e altamente intenso na interface entre os dois materiais - alcançamos a potência de pico de megawatt em uma área de apenas alguns mícrons.

"Isso cria um microplasma, como uma pequena bola de relâmpago, dentro do material, rodeado por uma região de fusão altamente confinada.

"Testamos as soldas a -50C a 90C e as soldas permaneceram intactas, portanto, sabemos que eles são robustos o suficiente para lidar com condições extremas. "