橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的一個(gè)研究小組開發(fā)出了激光焊接碳纖維復(fù)合材料和鋁材料的工藝，不僅焊接接頭更加堅(jiān)固，而且成本更加低廉。該工藝有望降低汽車制造業(yè)中輕量、高端零部件的成本。

    碳纖維復(fù)合材料和鋁材料的結(jié)合要求結(jié)合面要非常干凈，不受結(jié)合劑的影響。鋁表面通常有油污和軋制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染，而碳纖維通常含有制造工藝中的脫模劑。

    目前用于連接這兩種材料的方法是手工研磨表面和溶劑清洗表面，不僅勞動量大而且對環(huán)境有害。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室小組已經(jīng)設(shè)計(jì)出了一個(gè)新方法，即激光去除材料表層。激光可以滲入材料的最外層，留下清潔無疵的鋁和暴露在外的碳纖維，使其直接結(jié)合，從而形成更好的結(jié)合表面，并向自動化生產(chǎn)方向發(fā)展。

    測試顯示，與傳統(tǒng)粘附工藝的基線接頭相比，該工藝中單搭接剪切接頭試樣的強(qiáng)度和破壞接頭的最大載荷分別增加了15％和16％。激光結(jié)構(gòu)化表面形成的接頭還可以多吸收大約200％的能量，對碰撞安全性和工業(yè)裝甲具有一定的意義。

    項(xiàng)目合作伙伴Magna International受到了調(diào)查結(jié)果的鼓舞，并希望開始在生產(chǎn)過程中利用該過程。ORNL領(lǐng)導(dǎo)的研究小組負(fù)責(zé)人Adrian Sabau將在5月23日至26日于加州長灘舉辦的材料和工藝工程會議上介紹目前的研究結(jié)果。該工藝過程可能會導(dǎo)致更多的產(chǎn)業(yè)使用鋁和碳纖維，尤其是在汽車工業(yè)方面。

    Sabau說，“我們的技術(shù)大大優(yōu)于傳統(tǒng)的表面制備方法。該工藝不僅顯著減少碳纖維高分子復(fù)合材料的成本，還表明汽車行業(yè)將更多地采用這種輕質(zhì)高強(qiáng)度材料，可能會減少轎車和卡車750磅（340公斤）的重量。”