欧洲研究组开发了一种1kW点矩阵超快激光器

“MultigrAVE”项目旨在在金属表面雕刻流动优化表面，模仿鲨鱼皮肤。

激光雕刻金属技术可以用来制造减少环境影响防污、疏水性的金属或塑料表面，欧洲科学家正在开发新一千瓦的激光雕刻技术，可能很快取代有毒油漆用于船舶涂料防止海藻和藤壶附着船体减少维护成本、燃料消耗甚至二氧化碳排放。
       欧洲科学家利用他们所称的“一种新型光子学技术”，正在开发一种1kW的点阵超快激光系统，该系统可以雕刻出经过流程优化的金属或塑料表面，能够模仿鲨鱼的皮肤。 在金属或塑料薄片上蚀刻微小的“尖刺”结构，新的激光系统可以在微观水平上创建粗糙的表面。这种不均匀的面形会减少阻力，或抑制细菌、藻类甚至藤壶的生长。鲨鱼的皮肤上覆盖着数以百万计的微小齿状物状似微小突出的鳞片，从而就减少了阻力，使其成为高效的游泳者。
       这项耗资470万欧元的激光项目由光子PPP资助，科学家们希望在钢船体上特别设计的结构可有助于降低燃料消耗，并取代对环境有害的有毒船舶油漆和清漆。
Multiflex项目
       Multiflex项目的研究人员Johannes Finger博士评论道：“激光制造的表面结构有可能减少摩擦，并阻止植物和藻类的生长。这可以显著减少船舶修理、维护、二氧化碳排放和燃料费用，同时可以替代对环境有毒的有害涂料。除了航海部件，应用领域还包括飞机和涡轮机。在这里，表面结构可能抑制气蚀，从而提高推进系统或水轮机的螺旋桨寿命。我们的光子学系统还可以创建设计纹理或微腔。通过取代化学刻蚀，环境得到了保护。”
       超短脉冲(USP)或超快激光可以烧蚀任何材料而不损坏它。用USP切割的表面在微米尺度上是光滑的，适用于许多需要以最高精度加工硬质材料的行业。由MultiFlex项目开发的所谓点阵激光器，是世界上第一个这样的激光器。
       传统的点阵式打印机使用的是一个移动的头，以逐行运动的方式打印，激光以同样的方式向材料发出超高速的集中能量脉冲，这些材料通常很难处理。该系统类似于一个巨大的棋盘，它将一根光束分成64根网格，每根光束都可以打开、关闭、定位和单独调整。
       现有的超快激光以其精确的烧蚀和切割效果而闻名。不幸的是，用这样的激光处理大的零件可能需要数周的时间。而该项目开发的系统会以超过150mm³/分钟剥落材料，因此使它比现有技术快百倍。”Finger博士说。
更广泛的应用
       虽然激光代表了表面技术的一个令人兴奋的突破，超快激光有几个进一步的应用：
工具和模具制造——随着产量的增加，MultiFlex使许多USP模具和工具制造应用，如制造透气孔或微腔，并使纹理在自由形状的表面更经济有效。工具和模具的应用是该技术将得到验证的第一个领域。
自动化——通过提供高通量的USP表面处理技术，MultiFlex正在解决内部照明、仪表集群、美学和触觉结构的微结构应用。
电子学——在电子学领域，超快处理技术的推广将提高精密高性能电子元件的性能和可靠性。用于高性能电子器件的超快激光孔和工业陶瓷的制备将得到显著改善。
印刷和压花——随着一条更经济和快速的生产线，MultiFlex系统有潜力显著提高电子印刷，微结构的精确压花和制造效率的高精度工具。

图：矩阵使超快激光材料加工速度至少提高100倍。