Nästa generation laser 3D mikrobearbetningsmetoder
- Diarienummer
- GMT14-0071
- Start- och slutdatum
- 160101-220630
- Beviljat belopp
- 31 062 609 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Detta projekt syftar till att utveckla nästa generation flexibla laser 3D mikrobearbetningsmetoder lämpliga för användning inom ett flertal svenska tillverkningssektorer med sikte på framtida produktion av ett brett spektrum av tillämpningar. Projektets fokus på ultrakort pulsad laser mikrobearbetning möjliggör kombinerandet av de litografibaserade tillverkningsteknikernas extremt höga precision med de traditionella tillverkningsmetodernas höga flexibilitet och kostnadseffektivitet. I detta projekt avser vi att utforska följande tre laserbearbetningsmetoder: - Tillämpningsorienterat: Femtosekund laser ablation och ytbearbetning för framtagandet av nya mikro-komponenter baserade på okonventionella material och höga 3D former vilka för närvarande inte är möjliga att tillverka på ett kostnadseffektivt sätt. - Processorienterat: Mikro 3D printing baserat på två-foton polymerisation och på sintering av pulver, där vi kommer att utforska innovativa lasertekniker för framställning av funktionella 3D mikrostrukturer. - Lasersystemorienterat : Höghastighets laserablation baserade på spatiala Ijusmodulatorer (SLM), där vi kommer att undersöka ett nytt koncept för ultrakort pulsad laser ablation med hög produktionskapacitet. Projektet ligger i skärningspunkten mellan konventionell subtraktiv bearbetning, halvledartillverkning och digitalt additiv tillverkning (3D-printing), och kommer därigenom utnyttja kunskap och koncept från alla tre tillverkningsformerna.
Populärvetenskaplig beskrivning
Detta projekt syftar till att utveckla nästa generation laserbaserade produktionsmetoder. Med modern laserteknik kan man skära, ta bort och lägga till material för att skapa önskade komplexa former och funktioner i olika material som ex vis plaster, metaller och keramer. Vi kommer utveckla dessa tillverkningstekniker för att möjliggöra en kostnadseffektivare och mer flexibel produktion i Sverige av rad olika viktiga högteknologiska produkter som exempelvis; komponenter för motorer, sensorer, fotonik och telekommunikation. Vi kommer särskilt att undersöka hur vi med hjälp av laserpulser med mycket korta pulstider kan åstadkomma högre produktionskapacitet, högre noggrannhet och finare strukturer än vad som är möjligt med konventionell laserbearbetning. En viktig del av vår forskning kommer att vara inriktad mot att utveckla tekniken att med hjälp av så kallad additiv tillverkning, även kallad 3D-printing, bygga 3D strukturer i plast men även i helt nya materialkategorier som metaller, kisel och glas.