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长三角G60激光联盟导读
加拿大滑铁卢大学机械与机电工程系、先进材料连接中心、物理与天文学系及纳米技术研究所的科研人员综述了超短脉冲激光增材制造加工的研究。相关论文以“Additive manufacturing processing with ultra-short-pulse lasers”为题发表在《Journal of Manufacturing Processes》上。
图1.fs激光系统的典型设置。
图4.a-d)透明材料中激光与物质相互作用的顺序示意图。e)使用亚皮秒激光束3D打印硅玻璃。 f-h)打印结构的扫描电镜图像,包括玻璃高脚杯和锥形螺旋（比例尺：1μm）。
图5：(a)扫描电镜图像显示焊接的银纳米线，纳米线两端伴有明显的起球现象（图中红圈所示）；(b)90mJ/cm2fs激光辐照前和(c)fs激光辐照后两根交叉银纳米线的扫描电镜图像；(d)在fs激光辐照下PET衬底的透射率和均方根粗糙度变化；(e-f)激光诱导的金纳米粒子连接。(g)激光焊接银纳米线电极的触摸屏图片。(h)激光焊接铜纳米线电极的触摸屏演示。
图7.fs激光在半导体纳米线中诱导纳米接合的表征。
图9.在SLM工艺中使用fs激光技术的示意图。
图10.(a)脉冲重复频率为20 MHz、扫描速度为200 mm/s、光束宽度为15μm时熔池中的微观结构；(b)脉冲重复频率为20 MHz时扫描速度对熔池深度的影响；(c)用光学显微镜拍摄的熔池宽度；(d)扫描速度对高宽比（D/W）的影响；(e)脉冲重复频率为10 MHz时，使用500 fs脉冲处理后的两条轨迹的横截面；(f)扫描速度为100 mm/s和200 mm/s时，不同脉冲重复频率和脉冲持续时间下熔池的高宽比。(g)使用ps激光的Ti-6Al-4V样品的形貌；(h)横截面方向的单个 XCT切片；(i)光学显微镜拍摄的单层Ti6Al4V试样的形貌。(j)纳米压痕测试的载荷-位移曲线，由(i)中的标记得出。
图12.不同fs激光扫描速度下YSZ粉末的熔化性能(a)1mm/s，(b)20mm/s，c)100mm/s。(d-e）比较ns和fs激光在SiC-TiC-TiB2陶瓷复合材料上的烧蚀。
图13.2PP中的非线性吸收。
图14.2PP在直接激光写入中的潜在应用。(a)刺激响应材料。(b)功能元器件，(c)
超材料。
图15.激光参数对Irgacure TPO-L聚合物2PP结构的影响。
图16.a)激光功率和扫描速度对在LCM中使用BA740（0.2%）进行2PP结构化的影响。b)利用含有CBR-4光引发剂的液体树脂制作的Y结构的SEM图像。(c-d）基于BHA-1 T和 BFA-1 T光聚合物的2PP结构制备窗口。绿色表示结构优良，黄色表示结构优良但略有变形，红色表示结构具有可识别的形状但存在微小误差，蓝色表示制作失败。
图17.a)使用激光诱导还原工艺在柔性衬底上直接激光写入铜图案。使用fs激光直接写入高导电性铜(b)经过预处理的PET衬底和去除激光直接写入的铜电极后的PET衬底的扫描电镜图像。 PET衬底上的铜电极示意图见(c)未熔化表面和(d)熔化表面。
图18.激光诱导转移实验配置示意图。(a)激光诱导正向转移(LIFT)和(b)激光诱导反向转移(LIBT)。
图19.使用ns和fs激光脉冲的LIFT过程中(a)热影响体积和(b)转移材料的示意图。(c)利用 fs激光LIFT转移的高质量金纳米微滴阵列。(d-e)带有中间层的LIFT可增强吸收层或作为释放层铺展打印油墨。
图20.(a-i)LIFT过程中气泡动力学和喷流形成的时序示意图。黑色箭头表示气流，灰色箭头表示蒸汽的膨胀或收缩。箭头表示供体对气泡膨胀的阻力。使用(j)ns和(k)fs激光脉冲的液滴转移过程示意图。由于转移液滴的尺寸减小、动量减小，使用fs脉冲可获得更高的打印分辨率。
图21.使用LIFT技术沉积液态微滴。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.10.006
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