欧盟资助项目开发出用于大规模激光加工的DLIP扫描头

2022-10-14 15:20

近日，欧盟资助的LAMpAS项目旗下的多家机构与企业宣布合作开发出一款高速直接激光干涉成图（DLIP）－多边形扫描头，该扫描头主要用于大批量地生产激光纹理表面。

该扫描仪由Scanlab和德累斯顿工业大学（Technische Universit?t Dresden）共同开发，能够产生尺寸约为3．5μm的规则精细表面结构，比传统多边形扫描仪的尺寸小8倍。

据介绍，LAMpAS项目成立于2019年，并在欧盟的“地平线2020”（Horizon 2020）计划下获得了510万欧元赠款。该项目的目标是开发激光结构的潜力，并使其应用可在工业水平上以可承受的成本部署。它的目标是通过新开发的高功率超短脉冲激光系统和先进的光学概念来提高结构的效率、灵活性和生产量。

LAMpAS结构的灵感来自大自然，其精度尺寸甚至可以小于1μm，可以为应用提供定制的表面规则图案处理功能，包括疏水、防指纹、装饰和易于清洁的烤炉、冰箱和其他家用电器的饰面。

德累斯顿工业大学教授、LAMpAS项目协调员Andrés Lasagni补充称：“这些高精度的特性是必要的，因为我们想要改进的材料的功能可以通过缩小具体对象的尺寸来得到增强。”

具体来看，LAMpAS项目中采用的DLIP过程涉及到多束激光的组合，这有利于灵活操控激光能量的强度分布，其分辨率可达亚微米级别。将两束激光束组合在一起时，会产生一种线状的强度分布，其中线之间的横向距离可以由两束激光之间的截角来控制。

研究人员表示，为了产生短空间距离的图案，就需要足够大的拦截角度，但可惜使用传统的多边形扫描仪无法达到这些效果。此外，更长的激光波长也需要更大的角度。因此，他们需要开发一种非常特殊的光学装置，并借此获得所需达到的角度。

此外，由于LAMpAS项目也围绕提升激光功率这一方面下了不少苦工，上述合作伙伴还开发了一种独特的激光设备，该设备能够调节匹配所需的功率水平，并与新发布的DLIP－多边形扫描头相结合。

同样来自德累斯顿工业大学的Robert Baumann博士表示：“要设计一种光学配置，并保证它能够接收超短（皮秒）脉冲激光源提供的超过1kW的光功率，这是一项颇具挑战性的任务，到目前为止我们还没有做到。”

目前，比利时激光精密加工设备商LASEA正对最后的LAMpAS系统进行集成。据悉，LAMpAS系统还将包括两个监测系统，它能兼容两种不同的技术，从而确保构造过程的稳定性和最终表面特性的质量。因此，除了提高激光纹理表面生产的产量，合作伙伴的创新策略还包括及早发现工艺故障和不稳定因素。

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