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激光焊接再創史上最小焊縫

發布時間：2016-03-02

現在的激光應用技術無處不在，無論是現在的民用領域、還是工業以及軍事領域，都有現在激光應用的身影。隨著現在激光應用技術的逐漸普及，以及相關行業的發展，現在激光技術的應用空間得到空前增長，在現激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區域內的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內部擴散，將材料熔化后形成特定熔池。
    據報道，英國焊接研究所與劍橋大學合作開發了新穎的焊接技術，新技術將電子束光刻與激光焊接技術相結合，用于熱塑性材料，形成世界最小的焊縫，帶來了其在更小型生物學分析芯片、微化學反應器和微電子產品中的應用。
    塑料激光焊接機的優勢使其在多個行業的塑料連接中得到應用。激光焊接機非常適用于復雜產品的制造，如微流體裝置，其通道和結構分辨率通常低于100微米。
    據介紹，英國焊接研究所與劍橋大學卡文迪什實驗室合作，將激光吸收器精確圖樣著色于塑料表面，來確定焊接位置，引起了塑料激光焊接最小焊縫的最新進展。
    經驗證，使用激光吸收器防染材料的過程能對塑料進行連接形成接頭。該項目團隊研究采用電子束光刻來制作吸收器圖樣，使得焊縫寬度小于10微米，采用模制方法建造了微電子電路。挑戰是在微電子電路的邊界同時生成微通道及紅外吸收器痕跡，并密封通道。
    據了解，研究團隊以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）熱塑性塑料為基材，進行了嘗試，遵循透射激光焊接的原理，在結合界面采用紅外吸收性材料膜。采用電子束光刻將膜以可復制的方式模制到需要的分辨率，這樣在焊接后就可以保留。采用大量樣本，連接強度得到了認可。
    研究團隊成功驗證了一系列5微米通道及寬度為1微米的激光焊接接頭，也對0.5微米的更小焊縫進行了驗證，得出的結論是：制造分辨率低于1微米的高密度塑料結構件是可能的，可在焊縫線外無極端加熱的區域實施焊接。
   這種新型的激光焊接方式，給予了現在焊接技術一次質的飛躍，讓現在的焊接工藝在精密程度上邁進了一大步。