Lāzera apstrādes lomas paplašināšana metālos, stiklā un ne tikai

Abonējiet mūsu sociālo mediju, lai saņemtu tūlītēju ziņu

Ievads lāzera apstrādē ražošanā

Lāzera apstrādes tehnoloģija ir piedzīvojusi strauju attīstību un tiek plaši izmantota dažādās jomās, piemēram, kosmosa, automobiļu, elektronikas u.c.Tam ir nozīmīga loma produktu kvalitātes, darba ražīguma un automatizācijas uzlabošanā, vienlaikus samazinot piesārņojumu un materiālu patēriņu (Gong, 2012).

Lāzera apstrāde metālos un nemetāla materiālos

Lāzera apstrādes primārais pielietojums pēdējo desmit gadu laikā ir bijis metāla materiālos, tostarp griešanai, metināšanai un apšuvumam.Tomēr joma paplašinās, iekļaujot nemetālu materiālos, piemēram, tekstilizstrādājumus, stiklu, plastmasu, polimērus un keramiku.Katrs no šiem materiāliem paver iespējas dažādās nozarēs, lai gan tiem jau ir izveidotas apstrādes metodes (Yumoto et al., 2017).

Izaicinājumi un inovācijas stikla lāzerapstrādē

Stikls ar plašu pielietojumu tādās nozarēs kā automobiļu rūpniecība, celtniecība un elektronika ir nozīmīga lāzera apstrādes joma.Tradicionālās stikla griešanas metodes, kas ietver cieto sakausējumu vai dimanta instrumentus, ierobežo zema efektivitāte un raupjas malas.Turpretim lāzergriešana piedāvā efektīvāku un precīzāku alternatīvu.Tas ir īpaši redzams tādās nozarēs kā viedtālruņu ražošana, kur lāzergriešana tiek izmantota kameru objektīvu vāciņiem un lieliem displeja ekrāniem (Ding et al., 2019).

Augstvērtīgu stiklu lāzera apstrāde

Dažādi stikla veidi, piemēram, optiskais stikls, kvarca stikls un safīra stikls, rada unikālus izaicinājumus to trausluma dēļ.Tomēr uzlabotas lāzera metodes, piemēram, femtosekundes lāzera kodināšana, ir ļāvušas precīzi apstrādāt šos materiālus (Sun & Flores, 2010).

Viļņa garuma ietekme uz lāzera tehnoloģiskajiem procesiem

Lāzera viļņa garums būtiski ietekmē procesu, īpaši tādiem materiāliem kā konstrukcijas tērauds.Lāzeriem, kas izstaro ultravioleto, redzamo, tuvu un tālu infrasarkano staru zonās, ir analizēts to kritiskais jaudas blīvums kušanai un iztvaikošanai (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).

Dažādi lietojumi, kuru pamatā ir viļņu garums

Lāzera viļņa garuma izvēle nav patvaļīga, bet ir ļoti atkarīga no materiāla īpašībām un vēlamā rezultāta.Piemēram, UV lāzeri (ar īsākiem viļņu garumiem) ir lieliski piemēroti precīzai gravēšanai un mikroapstrādei, jo tie var radīt smalkākas detaļas.Tas padara tos ideāli piemērotus pusvadītāju un mikroelektronikas nozarēm.Turpretim infrasarkanie lāzeri ir efektīvāki biezāka materiāla apstrādei to dziļākas iespiešanās spējas dēļ, padarot tos piemērotus smagiem rūpnieciskiem lietojumiem.(Majumdar & Manna, 2013). Līdzīgi zaļie lāzeri, kas parasti darbojas pie viļņa garuma 532 nm, atrod savu nišu lietojumos, kuros nepieciešama augsta precizitāte ar minimālu termisko ietekmi.Tie ir īpaši efektīvi mikroelektronikā tādiem uzdevumiem kā ķēdes modelēšana, medicīniskos lietojumos tādām procedūrām kā fotokoagulācija un atjaunojamās enerģijas nozarē saules bateriju izgatavošanai.Zaļo lāzeru unikālais viļņa garums padara tos piemērotus arī dažādu materiālu, tostarp plastmasas un metālu, marķēšanai un gravēšanai, kur vēlams augsts kontrasts un minimāls virsmas bojājums.Šī zaļo lāzeru pielāgošanās spēja uzsver viļņa garuma izvēles nozīmi lāzertehnoloģijā, nodrošinot optimālus rezultātus konkrētiem materiāliem un lietojumiem.

The525nm zaļš lāzersir īpašs lāzertehnoloģijas veids, ko raksturo izteikta zaļās gaismas emisija 525 nanometru viļņa garumā.Zaļie lāzeri šajā viļņa garumā tiek izmantoti tīklenes fotokoagulācijā, kur to lielā jauda un precizitāte ir izdevīga.Tie ir arī potenciāli noderīgi materiālu apstrādē, jo īpaši jomās, kurās nepieciešama precīza un minimāla termiskās ietekmes apstrāde.Zaļo lāzera diožu izstrāde uz c plaknes GaN substrāta garākiem viļņu garumiem pie 524–532 nm iezīmē ievērojamu progresu lāzertehnoloģijā.Šī attīstība ir ļoti svarīga lietojumiem, kuriem nepieciešami specifiski viļņa garuma raksturlielumi

Nepārtraukta viļņa un modeļbloķēta lāzera avoti

Lāzera dopinga selektīvo izstarotāju saules baterijām tiek apsvērti nepārtraukta viļņa (CW) un bloķēti kvazi-CW lāzera avoti dažādos viļņu garumos, piemēram, tuvu infrasarkanais (NIR) pie 1064 nm, zaļš pie 532 nm un ultravioletais (UV) pie 355 nm.Dažādi viļņu garumi ietekmē ražošanas pielāgošanās spēju un efektivitāti (Patel et al., 2011).

Eksimerlāzeri platjoslas spraugu materiāliem

Eksimērlāzeri, kas darbojas UV viļņa garumā, ir piemēroti tādu plaša diapazona materiālu apstrādei kā stikls un ar oglekļa šķiedru pastiprināts polimērs (CFRP), nodrošinot augstu precizitāti un minimālu termisko ietekmi (Kobayashi et al., 2017).

Nd:YAG lāzeri rūpnieciskiem lietojumiem

Nd:YAG lāzeri ar to pielāgojamību viļņa garuma regulēšanas ziņā tiek izmantoti plašā lietojumu klāstā.To spēja darboties gan pie 1064 nm, gan pie 532 nm nodrošina elastību dažādu materiālu apstrādē.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 pārklātiem metāliem (Moon et al., 1999).

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

Lieljaudas šķiedru lāzera metināšana

Metālu atslēgas caurumu lāzermetināšanā tiek izmantoti lāzeri ar viļņu garumu tuvu 1000 nm, kuriem ir laba stara kvalitāte un liela jauda.Šie lāzeri efektīvi iztvaiko un izkausē materiālus, veidojot augstas kvalitātes metinājuma šuves (Salminen, Piili un Purtonen, 2010).

Lāzera apstrādes integrācija ar citām tehnoloģijām

Lāzera apstrādes integrācija ar citām ražošanas tehnoloģijām, piemēram, apšuvumu un frēzēšanu, ir radījusi efektīvākas un daudzpusīgākas ražošanas sistēmas.Šī integrācija ir īpaši izdevīga tādās nozarēs kā instrumentu un presformu ražošana un dzinēju remonts (Nowotny et al., 2010).

Lāzera apstrāde jaunās jomās

Lāzertehnoloģijas pielietojums attiecas uz tādām jaunām jomām kā pusvadītāju, displeju un plāno plēvju rūpniecība, piedāvājot jaunas iespējas un uzlabojot materiālu īpašības, izstrādājuma precizitāti un ierīces veiktspēju (Hwang et al., 2022).

Nākotnes tendences lāzerapstrādē

Lāzera apstrādes tehnoloģiju turpmākā attīstība ir vērsta uz jaunām ražošanas metodēm, produktu kvalitātes uzlabošanu, integrētu vairāku materiālu komponentu projektēšanu un ekonomisko un procesuālo ieguvumu palielināšanu.Tas ietver konstrukciju ar kontrolētu porainību lāzera ātru ražošanu, hibrīdmetināšanu un metāla lokšņu lāzerprofilu griešanu (Kukreja et al., 2013).

Lāzera apstrādes tehnoloģija ar tās dažādajiem pielietojumiem un nepārtrauktajām inovācijām veido ražošanas un materiālu apstrādes nākotni.Tā daudzpusība un precizitāte padara to par neaizstājamu instrumentu dažādās nozarēs, nospiežot tradicionālo ražošanas metožu robežas.

Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019).METODE LĀZERA TEHNOLOĢISKO PROCESU KRITISKĀ JAUDAS BLĪVUMA PROJEKTA NOVĒRTĒŠANAI.VIDE.TEHNOLOĢIJAS.RESURSI.Starptautiskās zinātniski praktiskās konferences rakstu krājums. Saite
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011).Lāzera dopinga selektīvo emitētāju saules bateriju ātrgaitas izgatavošana, izmantojot 532 nm nepārtrauktu viļņu (CW) un bloķētus kvazi-CW lāzera avotus.Saite
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017).DUV lieljaudas lāzeru apstrāde stiklam un CFRP.Saite
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J. un Kim, K.-S.(1999).Efektīva intracavity frekvences dubultošana no difūza reflektora tipa diodes sānu sūknēšanas Nd:YAG lāzera, izmantojot KTP kristālu.Saite
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010).Lieljaudas šķiedru lāzermetināšanas īpašības.Mehānisko inženieru institūta materiāli, C daļa: Mašīnbūves zinātnes žurnāls, 224, 1019-1029.Saite
Majumdar, J., & Manna, I. (2013).Ievads materiālu ražošanā ar lāzeru.Saite
Gongs, S. (2012).Progresīvu lāzera apstrādes tehnoloģiju pētījumi un pielietojumi.Saite
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017).Lāzera ražošanas izmēģinājumu platformas un datu bāzes izstrāde materiālu lāzera apstrādei.Lāzertehnikas apskats, 45, 565-570.Saite
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j. un Hong, M. (2019).In-situ monitoringa tehnoloģija lāzera apstrādei.SCIENTIA SINICA Fizika, mehānika un astronomija. Saite
Sun, H. un Flores, K. (2010).Ar lāzeru apstrādāta Zr bāzes lielapjoma metāliskā stikla mikrostrukturālā 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).Jaunas lāzera materiālu apstrādes metodes nākotnes rūpnieciskiem lietojumiem.Saite
Hwang, E., Choi, J. un Hong, S. (2022).Jaunie vakuuma procesi ar lāzeru palīdzību īpaši precīzai, augstas ražības ražošanai.Nanomēroga. Saite

 

Saistītās ziņas
>> Saistīts saturs

Izlikšanas laiks: 18. janvāris 2024. gada laikā