Centrum HiLASE Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR (AV ČR) dosáhlo dalšího světového rekordu. Tentokrát se jedná o rekord
v rychlosti nanostrukturování – 1909 cm2/min 2601 svazky na 40 × 40mm nerezové oceli, 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.“ „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
Text: Tibor Šuľa podle Centrum Hlase
Foto: Centrum Hlase
