V tradicionalnem Tednu Univerze v Ljubljani je rektor razglasil 10 najodličnejših raziskovalnih dosežkov UL. Raziskava Anularna laserska glava za 3D tisk kovinskih materialov, avtorjev prof. dr. Edvarda Govekarja, dr. Alexandra Kuznetsova, dr. Andreja Jeromna, Matjaža Kotarja, je bila uvrščena med najodličnejše raziskovalne dosežke na Univerzi v Ljubljani.
Pri izboru najodličnejših raziskovalnih dosežkov Univerze v Ljubljani v letu 2018 je delovna skupina, ki jo je imenovala Komisija za raziskovalno in razvojno delo Univerze v Ljubljani, upoštevala predvsem mednarodno odmevnost, izkazano s citati in vplivnostjo revije, kjer je bilo delo objavljeno. Na izbor sta vplivala tudi zaključena celota dosežka, zanimiva za širšo strokovno in splošno javnost, ter koristnost uporabe. Komisija je vse predloge obravnavala enako, ne glede na vedo in ne glede na to, ali so raziskave osnovne ali neposredno uporabne.
Anularna laserska glava za 3D tisk kovinskih materialov
Optomehanska glava z oblikovanjem anularnega laserskega žarka omogoča aksialni dovod kovinske snovi v obliki prahu in žice in spreminjanje porazdelitve intenzitete laserskega žarka na površini obdelovanca.
Laserska direktna depozicija (LDD) kovinske snovi je poleg selektivnega laserskega taljenja eden od obetavnejših procesov za 3D tisk kovinskih materialov. V okviru raziskav skupine na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani (Edvard Govekar, Alexander Kuznetsov, Andrej Jeromen, Matjaž Kotar) je bila razvita optomehanska glava za nanašanje kovinske snovi, ki z oblikovanjem anularnega laserskega žarka omogoča aksialni dovod kovinske snovi v obliki prahu ali žice (slika 1a) in spreminjanje porazdelitve intenzitete laserskega žarka na površini obdelovanca (slika 1c). Z razvitim sistemom je dosežena simetrija procesa LDD, ki poleg neobčutljivosti na smer nanašanja zagotavlja tudi višjo stabilnost procesa. Slednje je bilo potrjeno v okviru raziskav procesa laserskega tvorjenja in nanašanja kovinskih kapljic, ki je inherentno nestabilen proces [1, 2].
Predstavljeni dosežki so bili osnova za nadaljnje večletne raziskave in razvoj sistema in procesa LDD kovinskega prahu in žice z uporabo anularnega laserskega žarka v sodelovanju z japonskim podjetjem DMG MORI. Na osnovi dosežkov raziskav sta bila podana dva patenta in razvita prototipna glava za LDD (slika 1b), ki z minimalnimi prilagoditvami omogoča LDD prahu ali žice. V primeru kovinske žice glava omogoča natančno nastavitev deleža energije, ki se dovaja v žico in v osnovni material ter s tem dodaten nadzor uspešnosti in stabilnosti procesa [2, 3]. V primeru LDD prahu se dosega zelo visok izkoristek kovinskega prahu ( > 80 %), na stabilnost procesa in lastnosti nanosa pa je mogoče poleg standardnih parametrov procesa dodatno značilno vplivati s porazdelitvijo intenzitete laserskega žarka (slika 1c).
Shema anularnega laserskega žarka z aksialno dovedeno snovjo, b) Prototipni sistem, c) Primeri generiranih porazdelitev intenzitete (PI) in prerezi nanosov.
Vir slike: LASIN, Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani