聯合納秒和皮秒激光脈衝(chong) 能夠製作出功能表麵

在汽車製造工業(ye) ，越來越多的表麵需要進行微結構處理。德國激光材料方麵研究機構，弗勞恩霍夫協會(hui) 激光技術研究所表示，無論這種微結構是應用於(yu) 氣缸還是儀(yi) 表盤，功能表麵都將是一種趨勢。

該研究所正進行一個(ge) 名為(wei) eVerest的研究項目，擬開發出一套激光儀(yi) 器，從(cong) 而實現用超短皮秒和納秒激光脈衝(chong) 在大塊材料表麵進行微結構處理。該項目意圖提供“幾乎無限”的製造精度。研究小組表示：“激光最適合於(yu) 完成這項任務，能夠確保生產(chan) 的精度。”

通過皮秒激光輻射產(chan) 生的工藝結構在汽車工業(ye) 有越來越多的應用。研究小組認為(wei) ：“超短脈衝(chong) 激光已經成為(wei) 微結構製作工具很多年了。無論什麽(me) 材料表麵，超短脈衝(chong) 激光都能高精度地製作微米尺寸的結構。唯一的不足就是在同一製作工藝中脈衝(chong) 激光需要用到多次。”

截至目前，這一問題的解決(jue) 辦法是用多個(ge) 激光光源，快速掃描或者將激光束分成多束。激光技術研究所與(yu) 其他機構聯合開展的一項研究-工業(ye) 聯合項目，將合作開發出新的解決(jue) 法案，製作一種材料激光加工裝置。其中超短脈衝(chong) 激光嚴(yan) 格用於(yu) 製作最精細部分，而剩餘(yu) 的部分由納秒激光提前製備好。

汽車部件

基礎結構由納秒脈衝(chong) 完成，而精細部分由皮秒脈衝(chong) 完成

隻要朝汽車內(nei) 部掃視一下，你就能區分出各種細節。激光技術研究所在一份項目報告中表示：“在很長的一段時間裏，皮革是汽車內(nei) 部的主要部分。現在精細的工藝結構越來越受歡迎，這其中許多的3D結構是通過注塑成型的方法製作完成的。”

而這些具有微米尺寸結構的模具是用光催化刻蝕的方法製作的。這個(ge) 製作過程一次又一次的重複，而工藝重複的過程中需要具有高超的技藝以保證重複性。

這個(ge) 工作也可以用激光來完成，特別是納秒激光可以達到與(yu) 傳(chuan) 統刻蝕工藝相同的產(chan) 率。但是對於(yu) 更精細的結構，納秒激光就達到極限了，它會(hui) 開始造成材料的熔融，從(cong) 而導致粗糙的輪廓，尤其是那些錯綜複雜的結構。

皮秒與(yu) 納秒結合

雖然超短脈衝(chong) 激光發出的納秒脈衝(chong) 不能達到令人滿意的產(chan) 率，但是它們(men) 可以用於(yu) 超精密的刻蝕。將皮秒和納秒脈衝(chong) 相結合正是eVerest研究項目的目標。

該項目由德國聯邦教育和研究部門資助，致力於(yu) 開發出一套完整的設備，用於(yu) 大幅3D模具結構表麵的高效製備。

項目開始於(yu) 2016年，預計持續到2018年末，由兩(liang) 所大學的研究人員組成，同時還有工業(ye) 合作夥(huo) 伴。激光器製造商、係統整合商以及汽車原始設備製造商將加入這個(ge) 合作計劃，從(cong) 而能開發出一套完整的解決(jue) 方案，從(cong) 軟件、激光器到機器成型，最終將實現8軸同時處理。

工藝結構在汽車工業(ye) 有越來越多的應用

非專(zhuan) 家操作

項目的一個(ge) 重要目標是將來不需要專(zhuan) 門的技術專(zhuan) 家來操作這個(ge) 機器。再也不需要上述刻蝕工藝那樣靈巧的技藝，這將會(hui) 是顯著的進步。當然，最終目標是通過精確控製激光實現完全自動化。

雖然這個(ge) 工藝已經在合作夥(huo) 伴大眾(zhong) 公司運行，但是它的應用領域遠遠超過汽車工業(ye) 。無論是用於(yu) 製作印刷工業(ye) 的壓紋輥子還是製作風力渦輪機所用的大型轉軸，許多地方都需要功能結構表麵。