Lāzera apstrādes paplašinošā loma metālos, stiklā un ārpus tās

Abonējiet mūsu sociālos medijus, lai saņemtu uzvedni

Ievads lāzera apstrādē ražošanā

Lāzera apstrādes tehnoloģija ir piedzīvojusi strauju attīstību, un to plaši izmanto dažādās jomās, piemēram, kosmosā, automobiļu, elektronikā un citur. Tam ir nozīmīga loma produktu kvalitātes, darba produktivitātes un automatizācijas uzlabošanā, vienlaikus samazinot piesārņojumu un materiālu patēriņu (Gong, 2012).

Lāzera apstrāde metāla un nemetāla materiālos

Lāzera apstrādes primārā pielietošana pēdējās desmit gadu laikā ir bijusi metāla materiālos, ieskaitot griešanu, metināšanu un apšuvumu. Tomēr lauks paplašinās par nemetālu materiāliem, piemēram, tekstilizstrādājumiem, stiklu, plastmasu, polimēriem un keramiku. Katrs no šiem materiāliem paver iespējas dažādās nozarēs, lai gan tie jau ir izveidojuši apstrādes paņēmienus (Yumoto et al., 2017).

Izaicinājumi un jauninājumi stikla lāzera apstrādē

Stikls ar plašiem pielietojumiem tādās nozarēs kā automobiļu, celtniecības un elektronika ir nozīmīga lāzera apstrādes teritorija. Tradicionālās stikla griešanas metodes, kas ietver cieto sakausējuma vai dimanta instrumentus, ierobežo zema efektivitāte un rupjas malas. Turpretī lāzera griešana piedāvā efektīvāku un precīzāku alternatīvu. Tas ir īpaši redzams tādās nozarēs kā viedtālruņu ražošana, kur lāzera griešana tiek izmantota kameru objektīvu pārvalkiem un lieliem displeja ekrāniem (Ding et al., 2019).

Augstas vērtības stikla veidu lāzera apstrāde

Dažādi stikla veidi, piemēram, optiskais stikls, kvarca stikls un safīra stikls, rada unikālus izaicinājumus to trauslās rakstura dēļ. Tomēr uzlabotās lāzera metodes, piemēram, femtosekundes lāzera kodināšana, ir ļāvusi šo materiālu precizitāti apstrādāt (Sun & Flores, 2010).

Viļņa garuma ietekme uz lāzera tehnoloģiskajiem procesiem

Lāzera viļņa garums būtiski ietekmē procesu, īpaši tādiem materiāliem kā konstrukcijas tērauds. Lāzeri, kas izstaro ultravioletā, redzamos, tuvos un attālos infrasarkano staru apgabalos, ir analizēti to kritiskā spēka blīvums kausēšanai un iztvaikošanai (Lazov, Angelov, & Teirumnikeks, 2019).

Dažādas lietojumprogrammas, kuru pamatā ir viļņu garumi

Lāzera viļņa garuma izvēle nav patvaļīga, bet ir ļoti atkarīga no materiāla īpašībām un vēlamā iznākuma. Piemēram, UV lāzeri (ar īsākiem viļņu garumiem) ir lieliski piemēroti precizitātes gravēšanai un mikromahinēšanai, jo tie var radīt smalkākas detaļas. Tas padara tos ideālus pusvadītāju un mikroelektronikas rūpniecībai. Turpretī infrasarkanie lāzeri ir efektīvāki biezākai materiālu apstrādei, pateicoties to dziļākām iespiešanās iespējām, padarot tos piemērotus smagiem rūpniecības lietojumiem. (Majumdar & Manna, 2013). Līdzīgi, zaļie lāzeri, kas parasti darbojas ar viļņa garumu 532 nm, atrod to nišu lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augsta precizitāte ar minimālu termisko ietekmi. Tie ir īpaši efektīvi mikroelektronikā tādiem uzdevumiem kā shēmas modelēšana, medicīniski lietojumprogrammās tādām procedūrām kā fotokoagulācija un atjaunojamās enerģijas nozare saules bateriju izgatavošanai. Zaļo lāzeru unikālais viļņa garums arī padara tos piemērotus dažādu materiālu marķēšanai un gravēšanai, ieskaitot plastmasu un metālus, kur vēlami ir liels kontrasts un minimāli virsmas bojājumi. Šī zaļo lāzeru pielāgošanās spējas uzsver viļņu garuma izvēles nozīmi lāzera tehnoloģijā, nodrošinot optimālus rezultātus konkrētiem materiāliem un pielietojumiem.

Līdz525 nm zaļais lāzersir īpašs lāzera tehnoloģijas veids, kam raksturīga atšķirīga zaļās gaismas emisija 525 nanometru viļņa garumā. Zaļie lāzeri pie šī viļņa garuma atrod pielietojumus tīklenes fotokoagulācijā, kur to lielā jauda un precizitāte ir izdevīgi. Tie ir arī potenciāli noderīgi materiālu apstrādē, jo īpaši laukos, kuriem nepieciešama precīza un minimāla siltuma ietekmes apstrāde.Zaļo lāzera diožu attīstība uz C-plaknes GaN substrāta virzienā uz garākiem viļņu garumiem pie 524–532 nm iezīmē ievērojamu progresu lāzera tehnoloģijā. Šī attīstība ir būtiska lietojumprogrammām, kurām nepieciešama īpaša viļņa garuma īpašības

Nepārtraukta viļņa un modelēšanas lāzera avoti

Nepārtrauktas viļņa (CW) un modelētas kvazi-CW lāzera avoti dažādos viļņu garumos, piemēram, tuvu infrasarkanā (NIR) pie 1064 nm, zaļš pie 532 nm un ultravioletā (UV) pie 355 nm tiek ņemti vērā lāzera dopinga selektīvās emitētās saules šūnas. Dažādiem viļņu garumiem ir ietekme uz pielāgošanās spēju un efektivitāti (Patel et al., 2011).

Excimer lāzeri plašas joslas spraugas materiāliem

Excimer lāzeri, kas darbojas ar UV viļņa garumu, ir piemēroti platjoslas materiālu, piemēram, stikla un oglekļa šķiedras pastiprinātu polimēra (CFRP), apstrādei, piedāvājot augstu precizitāti un minimālu termisko triecienu (Kobayashi et al., 2017).

ND: YAG lāzeri rūpnieciskiem lietojumiem

ND: YAG lāzeri ar to pielāgošanās spēju viļņu garuma noregulēšanas ziņā tiek izmantoti plašā lietojumprogrammu diapazonā. Viņu spēja darboties gan ar 1064 nm, gan 532 nm ļauj elastīgi izmantot dažādu materiālu apstrādi. Piemēram, 1064 nm viļņa garums ir ideāli piemērots dziļai gravēšanai uz metāliem, savukārt 532 nm viļņa garums nodrošina augstas kvalitātes virsmas gravējumu uz plastmasas un pārklātu metāliem. (Moon et al., 1999).

→ Saistītie produkti :CW diodes sūknis cietvielu lāzers ar 1064nm viļņa garumu

Augstas enerģijas šķiedras lāzera metināšana

Lāzeri ar viļņu garumu tuvu 1000 nm, kuriem ir laba staru kūļa kvalitāte un liela jauda, ​​metālu metināšanai tiek izmantoti atslēgas cauruma lāzera metināšanā. Šie lāzeri efektīvi iztvaicē un izkausē materiālus, ražojot augstas kvalitātes metināšanas (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).

Lāzera apstrādes integrācija ar citām tehnoloģijām

Lāzera apstrādes integrācija ar citām ražošanas tehnoloģijām, piemēram, apšuvums un frēzēšana, ir radījusi efektīvākas un daudzpusīgākas ražošanas sistēmas. Šī integrācija ir īpaši izdevīga tādās nozarēs kā rīku un die ražošanas un motora remonts (Nowotny et al., 2010).

Lāzera apstrāde topošajās jomās

Lāzera tehnoloģijas pielietojums attiecas arī uz jauniem laukiem, piemēram, pusvadītāju, displeja un plānu filmu industriju, piedāvājot jaunas iespējas un uzlabojot materiālu īpašības, produkta precizitāti un ierīces veiktspēju (Hwang et al., 2022).

Turpmākās tendences lāzera apstrādē

Turpmākā attīstība lāzera apstrādes tehnoloģijā ir vērsta uz jaunām izgatavošanas metodēm, produktu īpašību uzlabošanu, inženierzinātņu integrētiem daudzmateriālu komponentiem un ekonomisko un procesuālo ieguvumu uzlabošanu. Tas ietver lāzera ātru konstrukciju ražošanu ar kontrolētu porainību, hibrīda metināšanu un metāla loksņu lāzera profila griešanu (Kukreja et al., 2013).

Lāzera apstrādes tehnoloģija ar daudzveidīgajām lietojumiem un nepārtrauktām inovācijām veido ražošanas un materiālu apstrādes nākotni. Tā daudzpusība un precizitāte padara to par neaizstājamu instrumentu dažādās nozarēs, virzot tradicionālo ražošanas metožu robežas.

Lazovs, L., Angelovs, N., un Teirumnieki, E. (2019). Kritiskā jaudas blīvuma provizoriskās novērtēšanas metode lāzera tehnoloģiskos procesos.Vide. Tehnoloģijas. Resursi. Starptautiskās zinātniskās un praktiskās konferences materiāli. Saite
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Ātrgaitas lāzera dopinga selektīvo emitētāja saules bateriju izgatavošana, izmantojot 532nm nepārtrauktu viļņu (CW) un modelētu kvazi-CW lāzera avotus.Saite
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV augstas enerģijas lāzeru apstrāde stikla un CFRP.Saite
Mēness, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Efektīva intrakavitācijas frekvence, kas dubultojas no difūzā reflektora tipa diodes sānu sūknēšanas ND: YAG lāzera, izmantojot KTP kristālu.Saite
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Augstas enerģijas šķiedras lāzera metināšanas īpašības.Mehānisko inženieru institūcijas raksti, C daļa: Mašīnbūves zinātnes žurnāls, 224, 1019-1029.Saite
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Ievads materiālu izgatavošanā ar lāzeru.Saite
Gongs, S. (2012). Papildu lāzera apstrādes tehnoloģijas izpēte un pielietojums.Saite
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Lāzera ražošanas testa gultnes un datu bāzes izstrāde lāzera materiāla apstrādei.Lāzera inženierijas pārskats, 45, 565-570.Saite
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Lāzera apstrādes in situ uzraudzības tehnoloģijas sasniegumi.Scientia Sinica Physica, Mechanica un Astronomica. Saite
Sun, H., & Flores, K. (2010). Lāzera apstrādāta ZR bāzes bāzes lielapjoma metāla stikla mikrostruktūras analīze.Metalurģijas un materiālu darījumi a. Saite
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Integrēta lāzera šūna kombinētai lāzera apšuvumam un frēzēšanai.Montāžas automatizācija, 30(1), 36-38.Saite
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Jaunās lāzera materiālu apstrādes metodes turpmākai rūpnieciskai lietošanai.Saite
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Jaunie lāzera darbi ar vakuuma procesiem ultra precizitātes, augstas ražas ražošanai.Nanomēroga. Saite

 

Saistītās ziņas
>> Saistīts saturs

Pasta laiks: janvāris-18-2024