O uso da radiação síncrotron para otimizar os processos a laser está sendo pesquisado no Instituto Fraunhofer de Tecnologia Laser (ILT) e pela Cátedra de Tecnologia Laser da Universidade de Aachen (RWTH).

 

Por possuir brilho e intensidade tão extraordinários, a radiação síncrotron não só permite aos usuários investigar fenômenos com uma resolução na faixa de micro e até nanometros, como também fornece informações sobre as estruturas de materiais mais finos e processos dinâmicos.

 

Liderada pelo Instituto Fraunhofer de Tecnologia Laser (ILT) e pela Cátedra de Tecnologia Laser da Universidade RWTH Aachen, a equipe interdisciplinar "Laser Meets Synchrotron" (O laser encontra o síncrotron, em tradução livre) no Laboratório Síncrotron Eletrônico Alemão (DESY), em Hamburgo, pesquisa questões científicas fundamentais que dão origem a inovações industriais.

 

O gerente de projeto Christoph Spurk, da Universidade RWTH Aachen, coordena o transporte e a configuração de sistemas, lasers e componentes ópticos e distribui as tarefas para a equipe de pesquisa composta por físicos, especialistas em TI, cientistas de materiais e engenheiros mecânicos que realizam um total de 700 experimentos diferentes por semana. Seus experimentos incluem processos industriais a laser, tais como soldagem, furação e corte, e ajudam a compreender melhor as propriedades e o comportamento dos materiais e, por fim, a otimizar os processos. "Com a radiação síncrotron, podemos visualizar processos a laser em tempo real, observar capilares de vapor, movimentos de fusão ou a formação de poros", explicou Spurk.

 

Capilares de vapor, movimentos de fusão e formação de poros, que frequentemente levam a defeitos, foram documentados em alta resolução pela primeira vez.

 

 

Os sistemas ópticos utilizados focam a radiação laser especificamente nos materiais, enquanto câmeras de alta velocidade, que atingem taxas de até 50.000 quadros por segundo, são usadas para visualização do contraste de fases, por exemplo.

 

Setores como o automotivo, aviação, tecnologia do hidrogênio e microeletrônica podem usufruir da tecnologia que está em desenvolvimento, pois precisam soldar com perfeição materiais como cobre ou alumínio, assim como metal e plástico. A visualização em tempo real permite identificar os menores defeitos do material, que não seriam visíveis com os métodos convencionais.

 

Os resultados da pesquisa mostram que as fissuras por tensão podem ser significativamente reduzidas ajustando seletivamente as configurações do laser, enquanto a porosidade pode ser minimizada e a condutividade elétrica aumentada. Os capilares de vapor e os movimentos na poça de fusão, que frequentemente causam defeitos, foram visualizados em alta resolução pela primeira vez, permitindo à equipe otimizar os processos de soldagem para baterias de alta potência.

 

O Brasil dispõe de ampla pesquisa sobre a luz síncrotron, concentrada no Sirius, do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, estação de pesquisa situada em Campinas (SP).

 

 

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Imagens: ILT Fraunhofer

 

 

 

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