La start-up con sede a Dresda Fusion Bionic, spin-off del Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS, ha sviluppato una tecnologia che consente di incorporare nano e microstrutture nelle superfici in un istante utilizzando il laser.
Una nuova tecnologia per la strutturazione laser è in fase di sviluppo e commercializzazione da parte di Fusion Bionic, una start-up e spin-off del Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS.
Questa tecnologia apre a molte nuove possibilità, poiché le superfici dei prodotti possono essere migliorate con molti tipi di effetti diversi tra cui l’effetto loto, che utilizza una microstruttura grazie alla quale lo sporco che potrebbe aderire alla superficie può essere lavato via dalla pioggia; oppure l’effetto pelle di squalo, che migliora la dinamica dell’aria e dell’acqua sulla superficie esterna di aeromobili e navi, consentendo di risparmiare carburante.
Finora questi effetti sono stati sviluppati verniciando o applicando sulla superficie un film in cui sono incorporate le microstrutture. La nuova tecnologia, denominata Direct Laser Interference Patterning (DLIP) e sviluppata dai ricercatori presso il Fraunhofer IWS e la Technische Universität Dresden, è un metodo alternativo e pronto per il mercato per applicare in modo permanente nano e microstrutture direttamente alla superficie utilizzando un laser, al fine di creare effetti biomimetici.
Il processo è rapido e al momento può gestire fino a un metro quadrato di superficie al minuto.
“Per molto tempo i laser sono stati troppo lenti per la finitura delle superfici ampie, rispetto alla verniciatura o all’applicazione di film”, afferma il Managing Director di Fusion Bionic, Dr. Tim Kunze, che ha fondato la società con altri tre soci. “Ma con il processo DLIP abbiamo fatto un balzo da gigante nella lavorazione rapida di superfici grandi”.
Come funziona il processo DLIP
Il processo DLIP divide un singolo raggio laser in più gruppi di raggi. Per applicare un pattern alla superficie questi raggi laser multipli vengono sovrapposti in modo controllato per creare quello che si definisce pattern di interferenza. Il pattern può essere distribuito su un’area più ampia, consentendo una lavorazione rapida di aree grandi.
Il principio di interferenza
La luce si trasmette in forma di onde. Quando due fasci di luce sono sovrapposti, le loro creste d’onda possono annullarsi o rinforzarsi a vicenda. Nel punto in cui la luce colpisce la superficie, l’energia del laser rimuove o altera parte del materiale. Le aree scure rimangono inalterate. “Questo ci permette virtualmente di creare qualsiasi struttura immaginabile”, afferma Tim Kunze. “L’effetto loto, pelle di squalo, occhi di falena e molti altri”.
Come è nata la tecnologia DLIP
La spinta iniziale allo sviluppo della DLIP è arrivata circa un decennio fa dall’esperto di laser Prof. Andrés Fabián Lasagni, quando si trasferì dall’Università di Saarland al Fraunhofer IWS spostando la sua attenzione verso questa tecnologia.
Lasagni, che è ora professore di Strutturazione Laser di Grandi Superfici alla TU di Dresda, vide un grande potenziale in questo campo e formò un team altamente qualificato durante la sua permanenza al Fraunhofer IWS, che ha continuato a crescere con il suo successore Tim Kunze dal 2017.
Basandosi sull’innovativo lavoro preliminare di Lasagni, i due hanno sviluppato delle teste DLIP per uso industriale, che da quel momento sono state installate da alcuni clienti pilota in tutto il mondo.
Con l’aiuto del programma AHEAD, un programma di supporto della Fraunhofer-Gesellschaft, il Dr. Sabri Alamri, Laura Kunze, il Dr. Tim Kunze e Benjamin Krupop hanno fondato Fusion Bionic, che sta ora lavorando con il supporto del suo investitore, Avantgarde Labs Ventures, a una piattaforma di previsione che utilizza l’intelligenza artificiale, destinata all’utilizzo nello sviluppo di funzionalità laser avanzate.
Parallelamente è in costruzione presso il Fraunhofer IWS un banco di prova AI. È un banco di prova di lavorazione laser multi-sensore che utilizza l’intelligenza artificiale per prevedere e creare velocemente la struttura superficiale ottimale per risolvere qualsiasi tipo problema.