новости

Учёные Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) совершили прорыв в области лазерных технологий. В ходе испытаний макетного образца нового лазерного станка исследователи экспериментально подтвердили и математически описали эффект плазменного экранирования, который ранее ограничивал эффективность обработки сверхпрочных материалов.

В качестве тестовых сред использовались материалы, наиболее сложные для традиционной механической обработки:

- вязкая медь;

- сверхпрочный титан;

- нержавеющая сталь.

При лазерном воздействии на металл образуется облако плазмы, которое начинает экранировать (блокировать) лазерный луч. Ученым ФИАН впервые в мире удалось «оцифровать» этот процесс. Они установили закономерность: плазменный барьер строго лимитирует предел максимальной удельной эффективности удаления материала на единицу энергии излучения.

Математическая модель описывает показатель энергоэффективности абляции η как отношение объема удаленного материала к затраченной энергии:

η = V / E (мм³/Дж)

Благодаря открытию теперь можно с ювелирной точностью программировать режимы работы лазера. Это позволяет достигать максимальную производительность станка при минимальных энергозатратах и полностью исключает риск термического повреждения обрабатываемой детали.

Разработка имеет стратегическое значение для отечественного прецизионного станкостроения и микроэлектроники. По итогам этапа исследований:
1. Подготовлена и направлена научная статья в ведущий рецензируемый журнал «Квантовая электроника».
2. Ведется подготовка патентной заявки на изобретение, которая закрепит приоритет российских разработчиков на уникальный способ управления лазерной абляцией.

Работы ведутся в рамках проекта прикладных научных исследований в интересах квалифицированного заказчика по созданию «Станка для высокоточной лазерной трехмерной обработки методом селективной абляции материала» в рамках Национального проекта «Средства производства и автоматизации» Федерального проекта «Наука и кадры для производства средств производства и автоматизации»

- Исполнитель: ФИАН.
- Индустриальный заказчик: ООО «СОЛИТЭК».

Дирекция НТП осуществляет сопровождение проекта «Станок для высокоточной лазерной трехмерной обработки методом селективной абляции материала» в рамках Национального проекта «Средства производства и автоматизации» Федерального проекта «Наука и кадры для производства средств производства и автоматизации" по заданию Минобрнауки России.