Camı metale kaynak yapmak artık mümkün

Heriot-Watt Üniversitesi‘nden bilim insanları çok hızlı lazer sistemini kullanarak imalat sanayi için önemli bir dönüm noktası olacağını düşündükleri camı metale kaynak yapma işlemini başarıyla gerçekleştirdiler.

Çalışmalar sonucunda kuvars, borosilikat cam hatta safir gibi malzemelerle alüminyum, titanyum hatta paslanmaz çelik gibi metaller başarılı şekilde kaynatılabildi. Bu işlem piko-saniye ölçeğinde kızıl-ötesi ışın yayarak malzemelerin birleşmesini sağlayan lazer sistemi sayesinde gerçekleştirilebildi.

Bu tekniğin havacılık, savunma sanayi, optik teknolojiler ve hatta sağlık sektöründeki imalat süreçlerini dönüştürebileceği tahmin ediliyor.

EPSRC Lazere dayalı yenilikçi imalat merkezi başkanı Duncan Hand çalışmalar hakkında;

“Cam ve metal gibi iki ayrı malzemeyi birbirine kaynatmak malzemelerin değişik termal özelliklerinden dolayı geleneksel yöntemlerle mümkün değil. Geleneksel kaynak yöntemleri sırasında oluşan yüksek sıcaklık ve camın oldukça farklı olan termal genişlemesi kaynak yapılacak camın zarar görmesine neden oluyor ve kaynak işlemi gerçekleştirilemiyor. Eğer camı metale kaynatabilirsek bu hem tasarım esnekliği hem de üretim açısından oldukça önemli bir başarı olacak. Hali hazırda cam ve metalin beraber kullanılması gereken ekipman ve ürünlerde camın yapıştırıcılar ile metale tutturulması sağlanıyor. Bu yöntem oldukça zor bir yöntem ve yapıştırılan parçalarda akma ve yerinden oynama olasılığı var. Ayrıca yapışkanlar içerisindeki organik kimyasallar zamanla salınarak kullanılan malzemenin ömrünün kısalmasına neden oluyor (Tabii, bu durumun başka yan etkileri de var). Uyguladığımız yöntem ise lazerin inanılması güç denecek kısa sürelerde atımlarına dayanıyor. Atımların süresi yalnızca birkaç pikosaniye – karşılaştırmak gerekirse pikosaniyenin saniyeye oranı yaklaşık saniyenin 30 bin yıla oranına eşit. Birbirine yakın olan iki malzemenin üzerindeki oldukça küçük ve yoğun bir alana odaklanan lazer – birkaç mikronluk alana megavat mertebesinde bir güç-  bu alanda oldukça sıkı bir erimiş bölge ile çevrelenmiş mikroplazma oluşturarak kaynatma işlemini gerçekleştiriyor. Böyle kaynaklanmış malzemeleri -50 ve +90 derece arasındaki durumlarda test ettik ve sağlam kaldıklarını gördük. “

şeklinde bir açıklama yaptı.

Daha önce de hızlı lazer sistemleri kullanılarak cam ve metalin kaynatılması yönelik bilimsel çalışmalaryapılmış olsa da açıklanan bu yeni yöntem endüstride kullanılmaya en yakın yöntem olarak bir dönüm noktasını gösteriyor olabilir.  

Kaynak: phys.org ve ilgili makale