Лазер приспособили к вырезанию и сгибанию катушек индуктивности

Ученые из Исследовательской лаборатории Армии США разработали способ лазерной резки и сгибания различных катушек индуктивности, которые могут быть использованы бойцами в портативной электронике взамен вышедших из строя элементов. Подробности о работе опубликованы в IEEE Electron Device Letters, а краткое их изложение приводит IEEE Spectrum.

Катушка индуктивности представляет собой винтовую или спиральную конструкцию из изолированного проводника. Она обладает существенной электрической инертностью при небольшом активном сопротивлении и малой емкости. Помимо прочего, катушки индуктивности могут использоваться в качестве датчиков перемещения, а также антенн в системах связи для приема сигнала.

Специалисты из Исследовательской лаборатории Армии США предложили использовать лазерный гравер, в котором лазер может перемещаться только по двум осям, для изготовления различных трехмерных металлических конструкций. Во время работы такой лазер вырезает из медной фольги и сгибает различные элементы.

Резка фольги производится на полной мощности — 20 ватт. Для сгибания лазер переводится на половинную мощность излучения, а скорость прохода увеличивается до ста миллиметров в секунду. В этом случае лазер успевает лишь нагреть поверхностный слой медной фольги, который при нагреве расширяется. В результате деталь изгибается в нужном месте.

С помощью этого метода были изготовлены две катушки индуктивности — плоскую трехвитковую с выгнутым переходом и двенадцативитковый тороид. Индуктивность первого элемента составила 199 наногенри с добротностью (отношение между реактивным сопротивлением катушки и активным) 99,7 на частоте 54,7 мегагерца. Для тороида индуктивность составила 159 наногенри с добротностью 64,9 на частоте 86,7 мегагерца.

По оценке исследователей, портативные лазерные граверы могут быть использованы в полевых условиях для изготовления различных пассивных электронных компонентов для замены вышедших из строя. Потенциально это позволит отказаться от поставки некоторых электронных компонентов боевым частям.

В марте прошлого года ученые из Университета штата Северная Каролина показали технологию, которая позволяет последовательно складывать плоские полимерные листы в трехмерные структуры с помощью лазера. Она может пригодится в областях, где необходимо минимизировать физический контакт с материалом, например в медицине.

Исследователи использовали тонкие полимерные листы, способные менять свою форму при нагреве. С помощью обычного принтера они напечатали цветные линии там, где должны проходить линии сгиба. После этого листы с узорами подставлялись под лазерное излучение. Эти листы сгибались от нагрева по линиям, на которые была нанесена краска.

Василий Сычёв