超快激光器可以做非常独特的事情:它们可以烧蚀险些所有材料,而不会引起相邻材料的热负荷。纵然是微米级,它们的切口也光滑,无熔化。所有这些使超快激光器在诸如工具制造等行业中非常有趣,由于在这些行业中,必须非常精确地加工硬质材料。
现在一款新型激光雕刻机已经能够生产出防污、疏水的金属或塑料表面,可以很快替代船用涂估中利用的有毒油漆,以阻挡藻类或藤壶粘在船体上,从而降落掩护本钱、燃料费和二氧化碳排放量。
利用新的光子学技能,一组欧洲科学家目前正在开拓一种1kw的点阵式超快激光系统,该系统可以模拟鲨鱼皮肤,通过雕刻金属或塑料表面创造出具有更好流体力学效应的表面。

新的激光系统在金属或塑料上蚀刻出眇小的“尖刺”构造,在微不雅观水平上形成粗糙的表面。这种不屈均的表面可以减少阻力,抑制细菌、藻类乃至藤壶的成长。
船体上的藤壶,油漆剥落
鲨鱼的皮肤被数以百万计的眇小颗粒覆盖(眇小的突起鳞片),这种设计减少了阻力,使其成为高效的拍浮运动员。
鲨鱼皮上的鳞片
同样,雕刻的金属或塑料表面可具有“防污”特性,可防止污染物或微生物粘附。
这项耗资470万欧元的激光项目背后的科学家希望在钢制船体上天生分外设计的构造,可以帮助减少燃料花费,并替代对环境有害的有毒船用油漆。
项目折衷员Johannes Finger博士说:“激光制造的表面构造具有减少摩擦并防止植物和藻类成长的潜力。这可以显著减少船舶维修、保养、CO2排放和燃料用度,同时替代对环境有毒的有害涂料。”
激光雕刻的金属表面
“除了海上部件外,运用领域还可以在飞机和涡轮机器中找到。在这里,表面构造可能会抑制气蚀征象,从而提高推进系统或水轮机螺旋桨的利用寿命。”
Finger博士说:“我们的光学系统还可以创建设计纹理或'微腔'。在这里,通过取代环境有害的技能(如化学蚀刻)使环境受益。”
超快激光器可以烧蚀任何材料而不会破坏它。利用超快激光器切割的表面是微米级的光滑表面,是许多须要对硬质材料进行高精度加工的行业的空想选择。
点阵激光器就像老式的点阵打印机逐行打印一样,激光器会发出超快的集中能量脉冲,以烧蚀或切割难以加工的材料。
该系统类似一个巨大的棋盘,可将单个光束分成由64个“小光束”组成的网格,可以打开、关闭、定位和单独调度任意一个小光束。
点阵光束
“现有的超快激光器以其精确的烧蚀和切割效果而有名。不幸的是,用此类激光器加工大型零件可能要花费数周的韶光。我们的系统能在一分钟内烧蚀超过150立方毫米,因此比现有技能快数百倍。” Finger博士说。
广泛的运用超快激光器代表了表面技能的令人激动的打破,具有多种广泛的运用:
工具和模具制造 – 随着生产量的增加,现在可以生产出USP模具和工具制造设备,比如制造透风孔或微腔,以及使自由曲面上的纹理更具本钱效益。工具和模具的制造设备是验证该技能的第一个领域。汽车业 -通过为USP表面处理技能供应高产量,用于室内照明、仪表板以及美学和触觉构造的微构造运用。电子产品 – 电子产品中USP技能的遍及将提高繁芜的高性能电子元件的性能和可靠性。基于USP的通孔和用于高性能电子设备的技能陶瓷的制造将得到显著改进。印刷和压印 –凭借更经济、快速的生产线,USP印刷系统具有显著提高电子印刷,微构造的精确压印和高精度工具制造效率的潜力。