Vědci z Centra HiLASE překonali světový rekord v rychlosti výroby laserem indukovaných periodických nanostruktur na povrchu nerezové oceli. Tým Laserového mikroobrábění pod vedením Petera Hauschwitze použil k vytvoření nanostruktur na nerezové oceli způsob zpracování více paprsky o rekordní rychlosti 1909 cm2/min.
Centrum HiLASE Fyzikálního ústavu AV ČR dosáhlo dalšího světového rekordu. Tentokrát se jedná o rekord v rychlosti nanostrukturování – 1909 cm2/min 2601 svazky na 40x40mm nerezové oceli, kterého bylo dosaženo týmem Laserové 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. Jejich 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 51x51 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.“
„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