Wetenschappers van de Heriot-Watt University hebben glas en metaal aan elkaar gelast met behulp van een ultrasnel lasersysteem, een doorbraak voor de maakindustrie.

Diverse optische materialen zoals kwarts, borosilicaatglas en zelfs saffier werden allemaal met succes gelast aan metalen zoals aluminium, titanium en roestvrij staal met behulp van het Heriot-Watt lasersysteem, die zeer korte, picoseconde pulsen van infrarood licht in sporen langs de materialen om ze samen te smelten.

Het nieuwe proces kan de productiesector transformeren en directe toepassingen hebben in de lucht- en ruimtevaart, verdediging, optische technologie en zelfs de gezondheidszorg.

Professor Duncan Hand, directeur van het vijf-universitaire EPSRC Center for Innovative Manufacturing in Laser-based Production Processes gevestigd in Heriot-Watt, zei:"Traditioneel was het erg moeilijk om ongelijke materialen zoals glas en metaal aan elkaar te lassen vanwege hun verschillende thermische eigenschappen - de hoge temperaturen en zeer verschillende thermische uitzettingen veroorzaken dat het glas breekt.

"De mogelijkheid om glas en metalen aan elkaar te lassen, zal een enorme stap voorwaarts zijn op het gebied van productie- en ontwerpflexibiliteit.

"Momenteel, apparatuur en producten waarbij glas en metaal betrokken zijn, worden vaak bij elkaar gehouden door lijmen, die rommelig zijn om aan te brengen en delen geleidelijk kunnen kruipen, of verplaatsen. Ontgassing is ook een probleem:organische chemicaliën uit de lijm kunnen geleidelijk vrijkomen en kunnen leiden tot een kortere levensduur van het product.

"Het proces is afhankelijk van de ongelooflijk korte pulsen van de laser. Deze pulsen duren maar een paar picoseconden - een picoseconde tot een seconde is als een seconde vergeleken met 30, 000 jaar.

"De te lassen onderdelen worden in nauw contact geplaatst, en de laser wordt door het optische materiaal gefocusseerd om een ​​zeer kleine en zeer intense plek te vormen op het grensvlak tussen de twee materialen - we bereikten een megawattpiekvermogen over een gebied van slechts enkele microns breed.

"Hierdoor ontstaat een microplasma, als een kleine bliksembol, binnen het materiaal, omgeven door een zeer beperkt smeltgebied.

"We hebben de lassen getest bij -50C tot 90C en de lassen bleven intact, dus we weten dat ze robuust genoeg zijn om extreme omstandigheden aan te kunnen."