解锁飞机制造的未来：激光图案化技术在提升飞机用合金表面性能方面的环境效益 路易斯·安东尼奥·桑切斯·德·阿尔梅达·普拉多（Luis Antonio Sanchez de Almeida Prado） 塞利姆·科斯昆（Selim Coskun） 安妮-劳尔·卡丹（Anne-Laure Cadène） 拉蒙·安赫尔·安特洛·雷根戈（Ramon Angel Antelo Reguengo） 杰克·卡特（Jake Carter） 凯尔·伊托（Kyle Ito） 米诺克·帕克（Minok Park） 瓦西利亚·佐尔巴（Vassilia Zorba）

《Aerospace》：Unlocking the Future of Aircraft Manufacturing: The Environmental Benefits of Laser Patterning for Surface Enhancement of Aircraft-Certified Alloys Luis Antonio Sanchez de Almeida Prado, Selim Coskun, Anne-Laure Cadène, Ramon Angel Antelo Reguengo, Jake Carter, Kyle Ito, Minok Park and Vassilia Zorba

　　

摘要

飞机认证铝合金的表面防护和功能改性对于提高其耐腐蚀性、耐用性和长期适航性至关重要。同时，日益严格的环境法规促使人们开发替代传统的湿化学表面处理方法。本研究在航空航天制造和可持续性背景下，对超快飞秒激光表面纹理化技术作为铝6061合金表面功能化方法进行了综合评估。超短脉冲激光加工能够在对材料热影响较小的情况下，实现对表面微观和纳米级别的可控改性，从而调整材料的润湿性和表面性能，同时保持基体材料的完整性。作为一种干式且非接触式的工艺，飞秒激光处理无需使用有害化学物质，减少了消耗品的投入，并产生的二次废物极少。根据ISO 14040/14044标准进行的生命周期评估表明，与传统表面处理方法（如阳极氧化、等离子辅助涂层和有机涂层系统）相比，该技术每单位功能的全球变暖潜力更低。进一步的定性分析涉及环境健康与安全、供应链风险以及企业社会责任（ESG）等方面，显示了该技术在职业安全、法规遵从性、废物管理和产品报废回收方面的潜在优势。实验是在面积为25平方毫米的平面铝6061参考表面上进行的，为分析工艺行为、表面功能改性及相关环境指标提供了可控的实验室基础。在此研究范围内，研究结果支持将飞秒激光表面纹理化技术作为未来航空航天制造业的表面工程选项进行进一步评估。