现在激光器能够创建3D表面结构

结构小,影响大。表面微细的图案赋予组件惊人的性能:例如,塑料仪表板可以做成皮革的样子;飞机机身上的鲨鱼皮肋可以减少空气阻力;植入物的微凹槽改善了与骨的连接。将微观组织应用到工件上有许多原因,但实际上做到这一点绝非易事。虽然激光已经用于构造平面很长一段时间了,但蚀刻技术必须部署在复杂形状的三维组件上——这涉及到使用大量的化学物质。

研究工程师Fraunhofer生产技术IPT在Aachen现在已经使激光适合第三尺寸。在九个工业伙伴的联合“Flexostruk”项目中,他们开发了一台用于近净形激光消融的机器。这可以将微观结构燃烧成自由形状表面。该工程师正在向Fraunhofer展台(B3,Stand 131)的新技术提出新技术。豪华皮革外观的成品汽车驾驶舱将展示其潜力。

今天看起来很简单的东西是几个月艰苦开发工作的结果。激光必须精确聚焦,以使大约10微米宽的焦点具有绝对的精度。激光垂直击中表面是至关重要的,否则焦点会扭曲,锐利的微结构会模糊。挑战是精确地引导激光,并且始终沿着曲线保持相同的距离。为此目的,研究工程师利用了传统机床的属性。他们拆除了工具轴——通常用来夹住铣刀头的夹具——并在机器上安装了纳秒激光。扫描仪控制激光的精确运动,并在组件上放置所需的图案。IPT激光材料加工集团经理Sascha Bausch解释说:“我们最终成功地将从模式开发到成品组件的整个过程集成在我们的概念中。”

难以将图案转移到不均匀的表面 - 作为试图壁纸的任何人都将验证曲面。Fraunhofer研究工程师使用特殊的CAD系统使所需的结构调整到不均匀的功能。在内部开发的“NCProfiler”软件系统将科学家提供的数据转换为激光器,扫描仪和机床的控制命令。IPT工程师合作与BMW和西门子合作,已经开发出初始的塑料注塑成型的女性工具,并使用该技术生产它们。因此,它们表明,用于制作皮革外观汽车舱套或有吸引力的移动电话壳体的模具可以通过这种方法来构造。

博士说,研究工程师目前正在使用纳秒激光。“它的精度完全适合注塑成型。更重要的是,这种激光器富含能量,可以实现相对较高的金属去除率,从而缩短生产时间。”这是工艺成本效率的一个决定性因素。工程师们打算在未来实现更高的精度和更精细的结构,例如光学系统或医疗技术。进一步的目标是开发一种可用于日常工业使用的系列机床。

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