Forskare från Heriot-Watt University har svetsat glas och metall tillsammans med ett ultrasnabbt lasersystem, i ett genombrott för tillverkningsindustrin.

Olika optiska material som kvarts, borsilikatglas och till och med safir svetsades alla framgångsrikt till metaller som aluminium, titan och rostfritt stål med hjälp av Heriot-Watt lasersystem, som ger mycket kort, picosekundpulser av infrarött ljus i spår längs materialet för att smälta ihop dem.

Den nya processen kan omvandla tillverkningssektorn och ha direkta tillämpningar inom rymd, försvar, optisk teknik och till och med sjukvårdsområden.

Professor Duncan Hand, chef för EPSRC:s fem universitet universitet för innovativ tillverkning i laserbaserade produktionsprocesser baserade på Heriot-Watt, sade:"Traditionellt har det varit mycket svårt att svetsa ihop olika material som glas och metall på grund av deras olika termiska egenskaper - de höga temperaturerna och mycket olika värmeutvidgningarna som gör att glaset går sönder.

"Att kunna svetsa ihop glas och metaller kommer att vara ett stort steg framåt när det gäller tillverkning och designflexibilitet.

"Just nu, utrustning och produkter som involverar glas och metall hålls ofta ihop av lim, som är röriga att applicera och delar kan gradvis krypa, eller flytta. Avgasning är också ett problem - organiska kemikalier från limmet kan gradvis släppas ut och kan leda till minskad produktlivslängd.

"Processen bygger på de otroligt korta pulserna från lasern. Dessa pulser varar bara några pikosekunder - en pikosekund till en sekund är som en sekund jämfört med 30, 000 år.

"De delar som ska svetsas placeras i nära kontakt, och lasern är fokuserad genom det optiska materialet för att ge en mycket liten och mycket intensiv plats vid gränssnittet mellan de två materialen - vi uppnådde megawatt toppeffekt över ett område som bara var några mikron tvärsöver.

"Detta skapar en mikroplasma, som en liten blixt, inuti materialet, omgiven av en mycket begränsad smältregion.

"Vi testade svetsarna vid -50C till 90C och svetsarna förblev intakta, så vi vet att de är tillräckligt robusta för att klara extrema förhållanden. "