Zahlavi

Centrum HiLASE překonalo další světový rekord

27. 07. 2021

Centrum HiLASE Fyzikálního ústavu AV ČR dosáhlo světového rekordu v rychlosti produkce laserem indukovaných periodických nanostruktur na nerezové oceli, konkrétně rychlosti nanostrukturování 1909 cm2/min 2601 svazky na 40 × 40mm nerezové oceli. Rekordu dosáhl tým Laserového mikroobrábění vedeného Petrem Hauschwitzem.

Unikátní spojení ultrakrátkého vysokoenergetického pulzu laserového systému HiLASE PERLA, který se vyznačuje výjimečnou kvalitou svazku, a nového difrakčního optického prvku (DOE) od izraelské společnosti HOLO/OR jsou hlavními technologiemi, které za tímto úspěchem stojí. Současný světový rekord v tvorbě nanostruktur držela Německá vědecká skupina z Hochschule Mittweida Laser Institute, University of Applied Sciences Mittweida. Její technologické řešení je však mnohem komplexnější a nákladnější, přičemž zaostává o více než 30 % v rychlosti zpracování nanostruktur ve srovnání se současným řešením Centra HiLASE, které nyní tento rekord překonalo. HiLASE řešení navíc umožňuje vytvářet laserem indukované periodické povrchové struktury, tzv. LIPSS, které jsou klíčové v oblasti tvorby antibakteriálních povrchů, povrchů snižujících tření nebo povrchů upravujících optické vlastnosti materiálů. Díky této unikátní a jednoduché metodě je možné upravovat povrch nerezové oceli struktury LIPSS rychlostí 1909 cm2/min za nižších vstupních nákladů. Nanostrukturování povrchů je tak o krok blíže k širšímu uplatnění v průmyslu.

„Vysoká pulzní energie a vysoká kvalita svazku našeho laserového systému, který produkoval ultrakrátké 1,2 ps (1,2 × 10–12 s) pulzy při 200 W průměrného výkonu a 100 kHz opakovací frekvence (100 000 výstřelů za sekundu) umožnila rozdělit svazek na 2601 sub-svazků.“ vysvětluje Petr Hauschwitz, vedoucí týmu Laserového mikroobrábění Centra HiLASE. Dále upřesňuje: „Ty byly uspořádány ve čtvercové matici 51 × 51 svazků o straně 1 mm, umožňující jejich rychlé rozmítání po vzorku s rychlostí až 9 m/s.“

Dalším důležitým úspěchem s budoucím průmyslovým využitím je vývoj unikátní metody pro online kontrolu kvality nanostruktur pomocí rychlé infračervené radiometrie. Je výsledkem aktivní spolupráce vědeckých týmů ze Západočeské univerzity v Plzni a Centra HiLASE. Vedoucí vědeckého týmu Laserové mikrozpracování Západočeské univerzity Jiří Martan dodává: „Analýza signálu z rychlého IR detektoru odhalila korelaci mezi tepelným signálem a počátkem tvorby nanostruktur. S pomocí těchto poznatků lze v reálném čase přesně řídit laserové parametry, a tím i kvalitu produkovaných nanostruktur.“

„S pomocí těchto poznatků lze v reálném čase přesně řídit laserové parametry, a tím i kvalitu produkovaných nanostruktur.“

Jsem velmi potěšen tímto významným úspěchem našeho týmu Laserového mikroobrábění. Tyto výsledky jsou v souladu s dlouhodobou strategií HiLASE, tj. vyvíjet nové generace laserů, které reflektují reálné požadavky hi-tech průmyslu. Kombinace pokročilých laserových systémů s novými přístupy, jako například zpracování více svazky, nám umožnila dosáhnout světového rekordu v rychlém nanostrukturování povrchů. Věřím, že naše nová metoda pro účinné nanostrukturování povede k významným aplikacím a inovacím v oblasti povrchového zpracování materiálů, zušlechťování povrchů, a tím tak pozitivně ovlivní průmysl jako celek,“ říká Tomáš Mocek, vedoucí Centra HiLASE.

Více informací o laserových technologiích naleznete na www.hilase.cz.

Fotografie ve vysokém rozlišení jsou k dispozici ZDE a video z procesu nanostrukturování naleznete ZDE.

Kontakt:

Ing. Marie Thunová
Vedoucí PR a Marketingu, HiLASE
marie.thunova@hilase.cz
+420 702 235 039


O HiLASE
Centrum HiLASE (zkratka pro High average power pulsed LASErs) je vědecké výzkumné centrum Fyzikálního ústavu AV ČR (FZÚ). Hlavním cílem výzkumu zde je vyvinout nové laserové technologie – diodové (diode pumped solid state laser systems, DPSSLs) s vysokou energií v pulzu a zároveň vysokou opakovací frekvencí. V centru se rovněž testuje odolnost optických materiálů a vede výzkum zpevňování povrchu materiálu rázovou vlnou, metodou přesného řezání, vrtání, svařování, mikroobrábění a čištění povrchů.

Sledujte nás:
LinkedIn www.linkedin.com/company/hilase-centre
Twitter https://twitter.com/HiLASECentre
Facebook  www.facebook.com/HiLASECentre
YouTube  https://www.youtube.com/c/HiLASECentre

O FZÚ AV ČR

Fyzikální ústav (FZÚ) je vědecké pracoviště věnující se převážně základnímu výzkumu a je součástí Akademie věd České republiky (AV ČR). Předmětem hlavní činnosti FZÚ je vědecký výzkum v oblasti fyziky, zejména fyziky elementárních částic, kondenzovaných systémů, pevných látek, optiky, fyziky plazmatu a laserové fyziky.

O HOLO/OR
HOLO/OR Ltd. vyvíjí, navrhuje a vyrábí difrakční optické prvky (DOE) a mikrooptické prvky. Portfolio výrobků společnosti HOLO/OR zahrnuje rozdělovače a tvarovače paprsků, homogenizátory/difuzory, multifokály, vzorkovače paprsků, čočky a další. Dále HOLO/OR navrhuje a montuje refrakčně-difrakční moduly a subsystémy.

O NTC Západočeské univerzity v Plzni

Univerzitní výzkumné centrum se již od roku 2000 věnuje výzkumu a řešením pro zelené technologie a pokročilé materiály v oblastech ekologických zdrojů energie, chytrých dopravních prostředků a kvality lidského života i zdraví.

TZ ke stažení zde.