Recentment, un equip de l'investigador Yang Shanglu de l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM) de l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS) ha fet nous avenços en la unió assistida per làser d'unions heterogènies de compostos de fibra de metall i carboni al Centre d'R+D de tecnologia de fabricació intel·ligent làser. L'equip va utilitzar un làser semiconductor rectangular de part superior plana ajustable com a font de calor per realitzar la unió d'acer d'alta resistència i compostos de fibra de carboni basats en resina termoplàstica, va dilucidar la relació entre la història tèrmica interfacial dels materials heterogenis, el mecanisme de conformació interfacial. , i el rendiment conjunt, i va presentar un nou tipus d'estratègia de procés d'entrada de calor làser. Els resultats de la investigació relacionats es resumeixen com a "Efecte de la història tèrmica interfacial sobre el mecanisme d'unió de la unió assistida per làser de QP980-CFRTP amb feix làser rectangular de part superior plana ajustable", publicat a Composite Structures.
El desenvolupament d'estructures híbrides d'alt rendiment amb sistemes multimaterials és una tendència creixent a la indústria aeroespacial. Els compostos termoplàstics reforçats amb fibra de carboni (CFRTP) tenen una gran resistència i duresa específiques i es poden hibridar amb metalls per satisfer tant els requisits de pes estructural com de control de costos. A causa de l'enorme diferència de propietats fisicoquímiques entre metalls i compostos, els mètodes existents d'unió de materials diferents són inadequats i hi ha una necessitat urgent de desenvolupar nous processos d'unió amb alta qualitat i eficiència.
L'equip investiga la història tèrmica interfacial del procés d'unió assistida per làser, analitza l'estat de temperatura de la matriu de resina i el seu comportament de humectació a la superfície metàl·lica i compara els efectes de diferents històries tèrmiques interfacials sobre defectes d'unió interfacial, composicions químiques, unió. fortaleses i comportaments de fracàs. Mitjançant el mètode de disseny de la història tèrmica interfacial i la regulació del procés d'entrada tèrmica làser, s'aconsegueix la temperatura interfacial limitant i el temps de retenció suficient, que ajuden a la matriu de resina a fondre i difondre completament a la superfície metàl·lica, omplir els microporus a la interfície i promoure la enllaç químic, donant lloc a una unió d'alta qualitat amb una càrrega màxima superior a 10 kN i una resistència a tall superior a 22 MPa. Els resultats de la investigació relacionats tenen una àmplia gamma de perspectives d'aplicació en aeroespacial i altres camps relacionats.
Figura 1. Procés d'unió assistit per làser, estructura de tractament de superfícies làser ultraràpid i monitorització de la història tèrmica de la interfície
Figura 2. Relació entre la història tèrmica interfacial i el comportament d'humectació de la resina a la superfície metàl·lica
