由于對可再生能源的需求日益增長，對拆除現(xiàn)有水下基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代技術(shù)需求也在不斷增長。例如，為了將海上風(fēng)力發(fā)電廠的功率提升到更高水平，必須先拆除現(xiàn)有的可能低于海平面的舊鋼架，以便工程師能夠重建鋼架以獲得更高的功率。

據(jù)《激光制造網(wǎng)》了解，在實驗室測試中，弗勞恩霍夫材料與光束技術(shù)研究所IWS（Fraunhofer IWS）的研究人員開發(fā)出了一種用于水下切割的短波綠色激光切割方法——與鋸子、自動鋸絲和等離子切割機等常用技術(shù)相比，這種方法具有多種優(yōu)勢。

據(jù)研究人員介紹，這項技術(shù)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因為有了超過1千瓦級的短波綠色激光器，這種切割功率是必需的。研究人員表示，未來或可使用波長更短的藍色激光器。

研究人員說，現(xiàn)有的綠色激光器在水中工作時，水可以利用壓力將產(chǎn)生的熔體排出切口，這就消除了功率損耗和需要額外氣體管路等性能劣勢。弗勞恩霍夫研究人員說，雖然用激光切割金屬并不是一種全新的方法，但通常是在干燥的環(huán)境中使用紅外線或其他長波激光輻射進行切割，輔助氣體與光束同軸，去除在此過程中產(chǎn)生的熔融金屬。

短波綠色激光器在水下環(huán)境中切割鋼材。

然而，在海洋中，水會向各個方向散射長波光。因此，大部分激光功率會在短距離內(nèi)消散。輔助氣體也需要復(fù)雜的管道系統(tǒng)。

與大多數(shù)工業(yè)激光器相比，波長更短的激光器可以穿透水而不會產(chǎn)生明顯的損耗；因此，這些激光器也可以在水下環(huán)境中使用。這種介質(zhì)在海洋中大量存在，可以取代干燥環(huán)境中所需的切割氣體，且無需鋪設(shè)氣體管道。

此外，氣體和氣體混合物（如空氣）可壓縮到一定程度后再用于實際應(yīng)用。而水則很難被壓縮。因此，作為切割介質(zhì)，該技術(shù)能以較小的力和時間損失去除界面上的熔體殘渣。

項目負(fù)責(zé)人、弗勞恩霍夫 IWS 激光切割小組負(fù)責(zé)人Patrick Herwig表示，這種方法還能構(gòu)建出帶有激光附件的緊湊型水下機器人。由于設(shè)計人員可以將這些裝置設(shè)計得比現(xiàn)有的自動鋸床更小巧、更高效，因此，即使是一些難以進入的水下結(jié)構(gòu)，這些附件也可以進入這樣的區(qū)域工作。

此外，與鋸切不同的是，拆卸團隊不需要不斷地為激光切割機裝載新的刀片或其他耗材。此外，這種系統(tǒng)不會產(chǎn)生廢物，也不會向大氣中釋放有害物質(zhì)。研究人員表示，這一特殊優(yōu)勢在拆除舊核電站時非常重要。在這種情況下，往往需要在水下拆除鋼構(gòu)件，然后才能進行新的建設(shè)。如果使用切割氣體，放射性廢料可能會隨著氣泡浮出水面。

下一步，研究人員希望將實驗室規(guī)模驗證成熟的概念進一步開發(fā)成為實際應(yīng)用系統(tǒng)。