Kraftfull, ultrasnabba lasrar används alltmer i industriella applikationer, tack vare deras förmåga att ta bort material av nästan alla slag. Med slät, smältfria skärsår, även i mikronskala, ultrasnabba lasrar används särskilt inom områden som verktygstillverkning, där hårda material måste bearbetas med stor precision. Dock, sådana processer kan vara tidskrävande. Det EU-finansierade MultiFlex-projektet tar sig an denna utmaning genom att utveckla ett ultrakort puls laserpunktmatrissystem för att göra materialbearbetning upp till hundra gånger snabbare än med befintliga ultrasnabba laserbehandlingssystem.

Forskare som är involverade i projektet har utvecklat en ny antifouling-teknik med laser för sjöfartsindustrin. Den nya metoden kommer att användas för att gravera metall- eller plastytor med hydrofoba (vattenavstötande) egenskaper så att de kan ersätta de giftiga lacker som används i fartygsbeläggningar för att stoppa alger eller oönskade organismer från att fastna i skroven.

Ett pressmeddelande sammanfattar systemet:"Att utnyttja ny fotonikteknik, en grupp europeiska forskare utvecklar för närvarande ett 1kw "punktmatris" ultrasnabbt lasersystem som kan skära ut flödesoptimerade metall- eller plastytor som kan imitera den otroligt effektiva huden från hajar." Den tillägger:"Etsar små "spik"-strukturer på arket metall eller plast, det nya lasersystemet kan skapa en grov yta på mikroskopisk nivå. Denna ojämna topografi kan skapa en minskning av motståndet eller hämma tillväxten av bakterier, alger eller till och med havstulpaner." Dessa antifouling-egenskaper hjälper till att minska kostnaderna för reparation och underhåll av fartyg samtidigt som de sänker CO2 ₂ utsläpp och bränsleräkningar.

Alternativ till skadliga beläggningar

Citerat i samma pressmeddelande, MultiFlex projektkoordinator Dr. Johannes Finger från Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT säger att förutom maritima komponenter, Tekniken skulle kunna tillämpas på andra områden som flygplan och turbomaskiner. "Här, ytstrukturer kan hämma kavitation och därmed förbättra livslängden för propellrar till framdrivningssystem eller vattenturbiner. Vårt fotoniksystem kan också skapa designtexturer eller 'mikrokaviteter'." Tekniken, används som ett alternativ till kemisk etsning, kan vara bra för miljön.

Lasersystemet som utvecklats av MultiFlex "sänder supersnabba pulser av koncentrerad energi för att ablatera - eller skära - material som är notoriskt svåra att arbeta med, ", tillägger pressmeddelandet. "Lika om ett gigantiskt schackbräde, systemet delar upp en enda stråle i ett rutnät med 64' strålar, ' innan varje enskild stråle kan slås på, av, placerad, och individuellt 'inställd'." MultiFlex-metoden "kommer att ablatera mer än 150 mm3 på en minut, " enligt Dr. Finger.

Det pågående MultiFlex-projektet (Ultrashort Pulsed Laser Processing at 1 Kilowatt Using a Flexible Multi Beam Approach) kommer att avslutas i december 2021. De bredare tillämpningsområdena för den ultrasnabba laserteknologin inkluderar tillverkning av verktyg och formar, bil, elektronik, och tryckning och prägling.