 Многие процессы соединения и резки возможны только с помощью лазеров. Новые технологии позволяют изготавливать металлические компоненты с полыми структурами, которые значительно легче и имеют стабильность твердых компонентов. Кроме того, лазеры могут быть использованы для объединения различных легких строительных материалов и стали друг с другом.
Легкие строительные материалы пользуются популярностью: алюминий используется в конструкции кузова автомобилей, и флюзеляжи самолетов уже состоят в значительной степени из композиционных материалов легкого углерода. Тем не менее, возможности легких строительных технологий далеко не исчерпаны. Новые методы производства и обработки способны сделать производственные процессы еще быстрее, и позволят изготовить более легкие и устойчивые материалы. Лазерные технологии имеют особенно важную роль. 3D-печать делает их коммерчески жизнеспособными, чтобы произвести даже индивидуальные и разовые компоненты и инструменты и является впечатляющим примером того, каким легкими устойчивые структуры могут быть.
Чтобы произвести металлические компоненты, исследователи используют метод селективного лазерного плавления, который был доработан в течение последних нескольких лет. В целом подобно 3D печати, данный метод предполагает использование лазерного луча, чтобы расплавить порошок с высокой точностью в соответствии с инструкциями данных CAD. Это сплав затем затвердевает и превращается в слой всего в несколько микрон толщиной, создавая компонент слой за слоем. Исследователи также использовали методы SLM для разработки стабильный и очень легкий рычага управления для спортивного автомобиля. Этот рычаг также имеет полую структуру внутри, что делает его более легким и стабильным, чем литые или обработанные детали. Полые структуры подобной сложности будет невозможно произвести без методов селективного лазерного плавления.
Создание более легких компонентов и транспортных средств является сложной задачей, так как экономия веса не должна происходить за счет стабильности. По этой причине, сегодня в легкой конструкции часто сочетаются различные материалы - такие, как алюминий и армированный пластик, каждый из которых выбирается для своей пригодности и конкретной цели. Поскольку стабильность армированного пластика падает, когда он скручивается вместе с другими компонентами, текущая практика, как правило, склеивает различные материалы вместе. Тем не менее, это означает добавление третьего материала к уравнению - того, который может также трескаться с возрастом. Эти недостатки могут быть устранены посредством метода обработки на лазерной основе. В этом случае исследователи используют лазер, чтобы сжечь 100-микронный шаблон на поверхности металлического компонента с небольшими впадинами.
В эти дни, люди все чаще объединения не только армированный пластик и металл друг с другом, но также и различные виды стали. Для того, чтобы сбить вес автомобиля, автопроизводители используют такие материалов, как высокопрочные, пресс-закаленные стали. Они особенно стабильны, то есть могут быть использованы тонкие листы, что снижает вес. Но они также являются дорогостоящими, что побудило автомобилестроителей, чтобы сварить обычные стали в сочетании с высокопрочными, пресс-закаленными сталями. Проблема в том, что стандартные методы, такие как точечная сварка вызвать уменьшение прочности высокопрочных сталей в соединении. Для решения этой ситуации, исследователи разработали альтернативный способ сварки, который не снижает стабильность при столкновении высокопрочных сталей.
|
