Премии будущего за 2013 год удостоился проект под названием "Лазеры сверхкоротких импульсов для массового промышленного производства" (речь идет о фемтосекундных лазерах, имеющих мало общего с обычными лазерами и обладающих рядом уникальных свойств).
Надо сказать, что лазерные технологии обработки материалов применяются весьма широко, особенно в машиностроении, поскольку лазер имеет множество преимуществ перед традиционными инструментами: работает бесконтактно, не изнашивается, обеспечивает высокую точность и стабильность заданных параметров, а заготовка при этом почти не деформируется. Например, в кузовных цехах автомобилестроительных фирм для раскройки стального листа толщиной в несколько миллиметров используются лазерные резаки мощностью в десятки киловатт.
Но для некоторых прецизионных операций такие лазеры не годятся. Скажем, ими практически невозможно сверлить отверстия особо малых диаметров, поскольку материал оплавляется, а поведение расплава плохо поддается контролю. Между тем, потребность в подобных технологических операциях испытывали многие предприятия самых разных отраслей.
Справиться с проблемой удалось группе специалистов, удостоенных теперь Немецкой премии будущего, передает Deutsche Welle. "Подлинная инновация нашего проекта состоит в том, что мы создали совершенно новый инструмент, пригодный для производства очень широкого ассортимента изделий", - говорит один из лауреатов - Йенс Кёниг, глава отдела лазерной обработки материалов и технологии соединений научно-исследовательского подразделения фирмы Robert Bosch в Швибердингене.
Фемтосекундный лазер - импульсный лазер, но главное его свойство - чрезвычайно короткая продолжительность импульсов, измеряемая пико- или даже фемтосекундами, то есть триллионными или даже квадриллионными долями секунды.
Еще один лауреат Немецкой премии будущего-2013 - Штефан Нольте, профессор Института прикладной физики Йенского университета и научный сотрудник Института прикладной оптики и микромеханики в Йене, - объяснил: "Если я включу фонарик на одну секунду, луч света успеет протянуться от Земли до Луны. А за те несколько пикосекунд, о которых у нас идет речь, свет успеет преодолеть лишь пару миллиметров. То есть наш лазер испускает не сплошной луч, как, скажем, лазерная указка, а луч, нарезанный на очень тонкие ломтики".
Такие импульсы обладают колоссальной мощностью, достигающей сотен мегаватт, но длятся ничтожно короткое время. Именно это и делает такой лазер ценным инструментом: когда импульс попадает на обрабатываемую заготовку, материал не плавится, а мгновенно испаряется. Это позволяет обрабатывать заготовку быстро, экономично, а главное - с недостижимой еще совсем недавно точностью.
К примеру, выполнять отверстия сколь угодно малого диаметра с точностью до микрометра. В частности, фирма Robert Bosch использует такие системы в производстве прецизионных форсунок для систем подачи топлива в автомобильных двигателях. Практически все автомобилестроительные фирмы закупают эти уникальные изделия у Bosch, так как они позволяют значительно - почти на 20 процентов - повысить экономичность двигателя.
И, конечно же, сфера применения таких систем отнюдь не ограничивается автомобильной промышленностью: они востребованы также в производстве солнечных батарей, смартфонов, бытовой электронной аппаратуры и даже кардиоимплантатов.
