Des scientifiques de l'université Heriot-Watt ont soudé du verre et du métal à l'aide d'un système laser ultrarapide, dans une percée pour l'industrie manufacturière.

Divers matériaux optiques tels que le quartz, le verre borosilicaté et même le saphir ont tous été soudés avec succès à des métaux comme l'aluminium, titane et acier inoxydable grâce au système laser Heriot-Watt, qui fournit très court, des impulsions picosecondes de lumière infrarouge dans les pistes le long des matériaux pour les fusionner.

Le nouveau procédé pourrait transformer le secteur manufacturier et avoir des applications directes dans l'aérospatiale, la défense, la technologie optique et même les domaines de la santé.

Professeur Duncan Hand, directeur du Centre EPSRC de cinq universités pour la fabrication innovante dans les processus de production à base de laser basé à Heriot-Watt, a déclaré :« Traditionnellement, il a été très difficile de souder des matériaux différents comme le verre et le métal en raison de leurs propriétés thermiques différentes - les températures élevées et les dilatations thermiques très différentes impliquées provoquent la rupture du verre.

« Pouvoir souder le verre et les métaux ensemble sera un énorme pas en avant dans la flexibilité de la fabrication et de la conception.

"À l'heure actuelle, les équipements et les produits qui impliquent le verre et le métal sont souvent maintenus ensemble par des adhésifs, qui sont salissants à appliquer et les pièces peuvent progressivement glisser, ou déménager. Le dégazage est également un problème :les produits chimiques organiques de l'adhésif peuvent être progressivement libérés et réduire la durée de vie du produit.

"Le processus repose sur les impulsions incroyablement courtes du laser. Ces impulsions ne durent que quelques picosecondes - une picoseconde à une seconde équivaut à une seconde par rapport à 30, 000 ans.

"Les pièces à souder sont placées en contact étroit, et le laser est focalisé à travers le matériau optique pour fournir un point très petit et très intense à l'interface entre les deux matériaux. Nous avons atteint une puissance maximale de mégawatt sur une zone de quelques microns de diamètre.

"Cela crée un microplasma, comme une petite boule de foudre, à l'intérieur du matériau, entouré d'une zone de fonte très confinée.

"Nous avons testé les soudures à -50C à 90C et les soudures sont restées intactes, nous savons donc qu'ils sont suffisamment robustes pour faire face à des conditions extrêmes."