Mašinos

Kai kurios medžiagos inžinerijoje naudojamos tūkstantmečius. Amžiai žmonijos evoliucijoje yra vadinami metalų ir lydinių vardais (pvz., geležies ir bronzos); titna­gas ir moliniai indai (natūrali keramika) aprašo civilizacijų kultūrą; o medžio ir kaulų (natūralūs kompozitai) bei odos ir pluoštų (natūralūs polimerai) naudojimas buvo esminis tiek civilinei, tiek karinei sėkmei. Daug inžinerinių medžiagų savo natūralios būsenos labai mažai apdirbtos yra naudojamos iki šiol. Tačiau lydinių sudarymo bei šiluminio ir mechaninio apdirbimo metodai ypač paskutinį šimtmetį labai ištobu­linti. Tai suteikė didelių galimybių dizaineriams, siekiantiems naudoti vis lengvesnes medžiagas, kurios gali būti sukurtos daug ekonomiškiau ir turi mažesnį neigiamą poveikį aplinkai. Šiuolaikines inžinerines medžiagas taip pat galima sugrupuoti į ke­turias dideles grupes:

a)  metalai ir lydiniai,

b)  keramika ir stiklai,

c)   polimerai,

d)  kompozitai.

Tačiau yra ir esminių skirtumų tarp šiuolaikinių ir natūralių medžiagų. Šiuolai­kiniai stiklai ir keramika yra patvarūs; polimerai gali būti pagaminti su savybėmis, pamėgdžiojančiomis metalus; kompozitai gali būti suprojektuoti su naujomis me­džiagomis ir skirtingomis morfologijomis. Tiek architektai darė šimtmečius, tiek medžiagų inžinieriai dabar semiasi įkvėpimo iš darinių, randamų gamtoje, ir bando juos pritaikyti ateities medžiagoms. Tokie pavyzdžiai yra putplasčiai, korėtos ir kempininės konstrukcijos.

Inžinerinių medžiagų sandara, savybės ir panaudojimas nagrinėjamas kituose kur­suose svarbūs medžiagos ir lazerio pluošto sąveikai. Apžvalga atliekama trimis struktūriniais lygiais, kurie turi įtakos medžiagos ir lazerio pluošto sąveikai. Nanometrų eilės (10⁹ m) atominė struktūra nusako atskirų atomų ar molekulių išsidėstymą bei ryšio prigimtį. Atominis išsidėstymas ir ryšys lemia medžiagos savybes, o elektroninė konfigūracija yra svarbiausia nustatant lazerio pluošto fotonų ir medžiagos sąveiką. Mikrometrų eilės (10⁶ m) mikrostruktūrą nulemia atomų ir molekulių išsidėstymas diskretinėse fazėse. Mikrostruktūros pokyčiai yra indukuojami vykstant terminiams ciklams lazerinio apdirbimo metu ir paprastai yra iliustruojami naudojant įvairias fazių transformacijos diagramas. Milimetrų eilės (10³ m) makrostruktūra yra naudojama kaip bazė konstrukcijos skaičiavimams, norint įvertinti inžinerines savybes. Pagrindines mechanines ir termines savybes lemia struktūra visais trimis lygiais.