Die Wissenschaftler der Central Laser Facility, die zum STFC-UKRI gehört, entwickeln Mikro-Targets für Hochleistungslaserexperimente. Die nächste Generation von Lasern hat höhere Wiederholraten (bis zu 10 Hz), so dass Targets mit hoher Wiederholrate ein wichtiger Forschungszweig sind. Die Forscher stützen sich auf mikrofluidische Geräte, um flüssige Zielscheiben im Submikrometerbereich für Hochleistungslaserexperimente zu falten. Die maschinelle Bearbeitung oder das Ätzen von mikrofluidischen Kanälen ist kostspielig und zeitaufwendig. Das Team war auf der Suche nach einer neuen Lösung, um schnell Prototypen für neue Zielgeometrien für ihre Experimente zu erstellen.
Entwicklung der Zielvorgaben
Das Team versucht, ein Flüssigkeitsziel mit Hilfe von Mikrokanälen zu schaffen, um ein Blatt zu erzeugen, wenn die Flüssigkeit aus den Kanälen fließt. Das Kanaldesign wirkt sich direkt auf die Qualität des Blattes aus, die anhand der Breite und Dicke des Blattes beurteilt wird. Das Ziel ist, dass das Blatt eine Breite von einigen mm und eine Dicke von einigen 100 nm hat.
Die Gestaltung des Kanals ist für die Versuche äußerst wichtig, da sich das Verhalten der Flüssigkeit je nach Kanal ändert. Der Kanal muss glatt sein, um Turbulenzen zu verringern, und die Form des Austritts ist äußerst wichtig, da sie einen massiven Einfluss auf das endgültige Blatt hat.
Hochpräziser 3D-Druck für den Prototyp der Kanäle
Zur Herstellung der Flüssigkeitsschicht druckte das Team einen 20 mm x 15 mm x 5 mm großen Block mit einem 30 µm tiefen Kanal und einem 100 µm breiten Auslass. Die Gesamtgröße des Teils ist relativ groß im Vergleich zu dem kleinen, präzisen Kanal. Mit seinem microArch S240 konnte das Team das größere Teil drucken und dabei die für den Kanal erforderliche Präzision und Genauigkeit beibehalten.
Die derzeit verwendeten Kanäle werden aus Wolfram hergestellt, da sie sich präzise bearbeiten lassen. In diesem Fall nutzte das Team den hochpräzisen 3D-Druck mit seinem microArch-Drucker, um die Kanäle schnell und präzise zu entwerfen und so eine erschwingliche Option für die Forschung und das Rapid Prototyping zu bieten.
Da das Team weiterhin Targets für seine Hochleistungslaserexperimente entwickelt, kann es den microArch S240 weiterhin nutzen, um neue Kanaldesigns schnell zu entwickeln. Weitere Informationen über den microArch S240 und die PµSL-Technologie erhalten Sie bei BMF.
