Oratie Gert-Willem Römer 27 oktober 2022
Het is een doorn in het oog voor Professor Gert-willem Römer van de Universiteit Twente. In veel Sciencefiction- en actiefilms worden lasers gebruikt op een wijze die alle natuurwetten tart. Zo zijn er bijvoorbeeld lasers die ruimteschepen opblazen. Deze lasers maken geluid zodra ze worden afgeschoten. Echter, in de ruimte heerst vacuüm, waarin geluid zich niet kan verspreiden. Daarnaast gaat de laserstraal in een rechte lijn van het ene ruimteschip naar het andere. Dat betekent, dat je als onschuldige getuige van het ruimtegevecht, de laserstraal niet kunt zien. Je zou de laserstraal alleen kunnen zien als je ogen zich precies in het pad van de laserstraal bevinden. En dan loopt het slecht met je af.
Elf enorme batterijen in een polshorloge
James Bond is een andere notoire gebruiker van lasers. Bijvoorbeeld in de film “Die Another Day” gebruikt hij een laser die is ingebouwd in zijn polshorloge. Met de rode laserstraal uit dat horloge brandt hij een mans groot gat in het ijs van een bevroren meer. Een eenvoudige berekening leert, dat bij gebruik van een roodkleurige laserstraal, hij tien tot elf batterijen nodig heeft. Elk ter grootte van een vat bier, om dat gat te snijden. Niet erg praktisch dus in een polshorloge.
“James Bond had, in plaats van een diode-laser, beter een YAG-laser of CO2-laser kunnen gebruiken. Het ijs absorbeert het licht van die lasers namelijk veel beter. Maar ja, de kleur van het licht van die lasers is niet zichtbaar voor het menselijk oog. En dan is de film zo saai…”
De volgende generatie productiemachines
Het onderzoek van prof. Römer richt zich op een nuttiger gebruik van lasers. Namelijk als gereedschap voor het bewerken van materialen. Daarbij valt te denken aan het 3d-printen van grote metalen onderdelen voor de scheepvaart, het creëren van water- en ijsafstotende titaniumoppervlakken voor de luchtvaart en het creëren van microkanaaltjes in transparante materialen voor het gebruik in medische apparatuur.
“In tegenstelling tot vrijwel alle andere energievormen is het mogelijk de eigenschappen van de laserenergie te optimaliseren voor bewerking. Zodoende kan het geabsorbeerde laserlicht het maximale fysische- en/of chemische- en/of biologische effect hebben. Dat maakt dat een op laser-gebaseerde productiemachine veel sneller en nauwkeuriger kan produceren dan conventionele machines.”
Productie van componenten en onderdelen met zeer specifieke eigenschappen is met behulp van een laser mogelijk die op geen enkele andere wijze kunnen worden gerealiseerd . “Ook omdat de lasermachine eenvoudig te digitaliseren is, heeft het laser-materiaalbewerken de potentie het meest veelzijdige en flexibele gereedschap te worden voor de volgende generatie productiemachines.”
Laser beam shaping
Het onderzoek binnen de leerstoel Laser Processing van prof. Römer richt zich niet alleen op de toepassingen van laserbronnen in productiemachines. Fundamenteler onderzoek richt zich bijvoorbeeld op de optimalisatie van de energieverdeling binnen de laserbundel. Onderzoekers ontwikkelen samen met studenten en promovendi innovatieve optische beam shaping componenten. Hierbij is de bewerking van de energieverdeling snel en flexibel aanpasbaar.
Om dit onderzoek te ondersteunen investeerde Universiteit Twente in twee geavanceerde laserbronnen. Eén laserbron met een laservermogen van maar liefst 10.0000 Watt en daarmee het hoogste laservermogen dat in Nederland voor onderzoek beschikbaar is. De pulsduur van de andere nieuwe laserbron is extreem kort, variërend van femto- tot picoseconden, waarmee het mogelijk is om materiaal op micrometer- en zelfs nanometerschaal te bewerken. Het onderzoek met deze laserbronnen leveren een unieke bijdrage aan het onderzoeksthema “Creating Intelligent Manufacturing Systems” van de universiteit.
Meer informatie
Prof.dr.ir G.R.B.E. Römer spreekt op 27 oktober 2022 om 16.00 uur zijn oratie uit in de Prof. ir. M. P. Breedveld-zaal en Foyer van gebouw Waaier op de UT- campus in Enschede. Zijn onderzoek naar laser-materiaalbewerken is ondergebracht in de faculteit Engineering Technology (ET). Onderwijs op dit terrein ligt binnen de opleiding Mechanical Engineering.
