Krachtig, ultrasnelle lasers worden steeds vaker gebruikt in industriële toepassingen, dankzij hun vermogen om bijna alle soorten materiaal te verwijderen. Met gladde, smeltvrije sneden, zelfs op micronschaal, ultrasnelle lasers worden met name gebruikt in gebieden zoals het maken van gereedschappen, waar harde materialen met grote precisie moeten worden verwerkt. Echter, dergelijke processen kunnen tijdrovend zijn. Het door de EU gefinancierde MultiFlex-project pakt deze uitdaging aan door een ultrakortepulslaser-dotmatrixsysteem te ontwikkelen waarmee materiaalverwerking tot honderd keer sneller kan worden gemaakt dan met bestaande ultrasnelle laserverwerkingssystemen.

Wetenschappers die bij het project betrokken zijn, hebben een nieuwe laser-anti-fouling-technologie ontwikkeld voor de scheepvaart. De nieuwe methode zal worden gebruikt voor het graveren van metalen of plastic oppervlakken met hydrofobe (waterafstotende) eigenschappen, zodat ze de giftige vernissen kunnen vervangen die in scheepscoatings worden gebruikt om te voorkomen dat algen of ongewenste organismen aan de romp blijven kleven.

Een persbericht vat het systeem samen:"Het benutten van nieuwe fotonica-technologie, een groep Europese wetenschappers ontwikkelt momenteel een ultrasnel 1 kW 'dot matrix'-lasersysteem dat stromingsgeoptimaliseerde metalen of plastic oppervlakken kan snijden die de ongelooflijk efficiënte huid van haaien kunnen imiteren." Het voegt eraan toe:"Het etsen van kleine 'spike'-structuren op plaat metaal of kunststof, het nieuwe lasersysteem kan op microscopisch niveau een ruw oppervlak creëren. Deze ongelijke topografie kan de luchtweerstand verminderen of de groei van bacteriën remmen, algen of zelfs zeepokken." Deze aangroeiwerende eigenschappen helpen de reparatie- en onderhoudskosten van het schip te verlagen en de CO .-uitstoot te verlagen ₂ uitstoot en brandstofrekeningen.

Alternatief voor schadelijke coatings

Geciteerd in hetzelfde persbericht, MultiFlex-projectcoördinator Dr. Johannes Finger van het Fraunhofer Instituut voor Lasertechnologie ILT zegt dat naast maritieme componenten, de technologie zou kunnen worden toegepast op andere gebieden, zoals vliegtuigen en turbomachines. "Hier, oppervlaktestructuren kunnen cavitatie remmen en zo de levensduur van propellers van voortstuwingssystemen of waterturbines verlengen. Ons fotonica-systeem kan ook ontwerptexturen of 'microholten' creëren." De techniek, gebruikt als alternatief voor chemisch etsen, gunstig kan zijn voor het milieu.

Het door MultiFlex ontwikkelde lasersysteem "stuurt supersnelle pulsen van geconcentreerde energie om materialen te ablateren of te snijden die notoir moeilijk zijn om mee te werken, " voegt het persbericht eraan toe. "Lijkend op een gigantisch schaakbord, het systeem splitst een enkele straal in een raster van 64 'straaltjes, voordat elke straal kan worden aangezet, uit, gepositioneerd, en individueel 'afgestemd'." De MultiFlex-methode "zal in één minuut meer dan 150 mm3 ablateren, " volgens Dr. Finger.

Het lopende MultiFlex-project (Ultrashort Pulsed Laser Processing at 1 Kilowatt Using a Flexible Multi Beam Approach) loopt in december 2021 af. De bredere toepassingsgebieden van de ultrasnelle lasertechnologie omvatten de fabricage van gereedschappen en matrijzen, auto, elektronica, en printen en embossing.