Lasertöötluse laienev roll metallides, klaasides ja mujal

Tellige meie sotsiaalmeedia kiire postituse saamiseks

Sissejuhatus laseritöötluses tootmises

Laseri töötlemise tehnoloogia on kogenud kiiret arengut ja seda kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, näiteks lennundus, autotööstus, elektroonika ja palju muud. See mängib olulist rolli toote kvaliteedi, tööjõu tootlikkuse ja automatiseerimise parandamisel, vähendades samal ajal reostust ja materiaalset tarbimist (Gong, 2012).

Lasertöötlus metalli- ja mittemetallide materjalides

Laseri töötlemise esmane kasutamine viimase kümnendi jooksul on olnud metallmaterjalides, sealhulgas lõikamine, keevitamine ja katted. Kuid põld laieneb mittemetallide materjalideks nagu tekstiilid, klaas, plastik, polümeerid ja keraamika. Kõik need materjalid avavad võimalusi erinevates tööstusharudes, ehkki neil on juba töötlemise tehnikaid loonud (Yumoto et al., 2017).

Väljakutsed ja uuendused klaasi laseri töötlemisel

Klaas, millel on laiad rakendused sellistes tööstusharudes nagu autotööstus, ehitamine ja elektroonika, on oluline lasertöötluse ala. Traditsioonilised klaasist lõikamismeetodid, mis hõlmavad kõva sulamist või teemantvahendeid, on piiratud madala efektiivsusega ja töötlemata servadega. Seevastu laserilõikamine pakub tõhusamat ja täpsemat alternatiivi. See on eriti ilmne sellistes tööstusharudes nagu nutitelefonide tootmine, kus kaameraläätsede katte ja suurte ekraani ekraanide jaoks kasutatakse laserlõikamist (Ding et al., 2019).

Kõrge väärtusega klaasistüüpide laseri töötlemine

Erinevat tüüpi klaasi, näiteks optiline klaas, kvartsklaas ja safiiride klaas, esitavad unikaalseid väljakutseid nende rabeda olemuse tõttu. Kuid kaugelearenenud lasertehnikad, nagu femtosekund laser -söövitamine, on nende materjalide täpsustatud töötlemise võimaldanud (Sun & Flores, 2010).

Lainepikkuse mõju lasertehnoloogilistele protsessidele

Laseri lainepikkus mõjutab märkimisväärselt protsessi, eriti selliste materjalide puhul nagu konstruktsiooniteras. Ultraviolettkiirguse, nähtavate, lähedaste ja kaugete infrapunapiirkondade eraldatavaid lasereid on analüüsitud nende kriitilise võimu tiheduse osas sulamise ja aurustumise osas (Lazov, Angelov ja Teirumnieks, 2019).

Mitmekesised rakendused, mis põhinevad lainepikkustel

Laser -lainepikkuse valik ei ole meelevaldne, vaid sõltub suuresti materjali omadustest ja soovitud tulemusest. Näiteks UV -laserid (lühema lainepikkusega) sobivad suurepäraselt täpse graveerimise ja mikromaterjali jaoks, kuna need võivad toota peenemaid detaile. See muudab need ideaalseks pooljuhtide ja mikroelektroonikatööstuse jaoks. Seevastu infrapunanarid on tõhusamad materjali töötlemiseks nende sügavama läbitungimise võimaluste tõttu, muutes need sobivaks rasketeks tööstuslikeks rakendusteks. (Majumdar & Manna, 2013). Samalaadselt, rohelised laserid, mis töötavad tavaliselt lainepikkusel 532 nm, leidke oma nišš rakendustes, mis nõuavad suurt täpsust ja minimaalset termilist mõju. Need on eriti efektiivsed mikroelektroonikas selliste ülesannete jaoks nagu vooluringi mustrid, meditsiiniliste rakenduste jaoks selliste protseduuride jaoks nagu fotokoagulatsioon ja taastuvenergia sektoris päikeseelementide valmistamiseks. Roheliste laserite ainulaadne lainepikkus muudab need sobivaks ka mitmekesiste materjalide, sealhulgas plastide ja metallide märgistamiseks ja graveerimiseks, kus on soovitud kõrge kontrastsus ja minimaalne pinnakahjustus. Roheliste laserite kohanemisvõime rõhutab lainepikkuse valiku olulisust lasertehnoloogias, tagades konkreetsete materjalide ja rakenduste optimaalsed tulemused.

Selle525nm roheline laseriton konkreetne lasertehnoloogia tüüp, mida iseloomustab selge rohelise tule emissioon lainepikkusel 525 nanomeetrit. Selle lainepikkuse rohelised laserid leiavad rakendused võrkkesta fotokoagulatsioonis, kus nende suur võimsus ja täpsus on kasulikud. Need on potentsiaalselt kasulikud ka materjali töötlemisel, eriti valdkondades, mis nõuavad täpset ja minimaalset termilise mõju töötlemist.Roheliste laserdioodide areng C-tasapinnal GAN-substraadil pikema lainepikkuse suunas 524–532 nm tähistab lasertehnoloogia olulist edasiliikumist. See areng on ülioluline rakenduste jaoks, mis nõuavad konkreetseid lainepikkuse omadusi

Pidev laine ja modelleeritud laseriallikad

Pidev laine (CW) ja modelleeritud kvaasi-CW laserallikad erinevatel lainepikkustel, näiteks infrapuna-infrapuna (NIR) juures 1064 nm juures, roheline kiirusel 532 nm ja ultraviolett (UV) juures 355 nm juures, võetakse arvesse laser-dopinguga selektiivsete emitter-päikeseelementide jaoks. Erinevad lainepikkused mõjutavad kohanemisvõimet ja tõhusust (Patel et al., 2011).

Ektameeri laserid laias ribavahematerjalides

UV-lainepikkusel töötavatel eksimeerilised laserid sobivad laia ribaga materjalide, näiteks klaasi ja süsinikkiust tugevdatud polümeer (CFRP) töötlemiseks, pakkudes suurt täpsust ja minimaalset termilist mõju (Kobayashi et al., 2017).

ND: YAG -laserid tööstuslike rakenduste jaoks

ND: YAG -laserid, nende kohanemisvõimega lainepikkuse häälestamise osas, kasutatakse paljudes rakendustes. Nende võime töötada nii 1064 nm kui ka 532 nm juures võimaldab paindlikkust erinevate materjalide töötlemisel. Näiteks 1064 nm lainepikkus sobib ideaalselt metallide sügavaks graveerimiseks, samas kui 532 nm lainepikkus pakub plastidele ja kaetud metallidele kvaliteetset pinna graveeringut. (Moon et al., 1999).

→ Seotud tooted :CW dioodiga pumbatud tahkislaser 1064nm lainepikkusega

Suure võimsusega kiu laserkeevitamine

Lasereid, mille lainepikkused on ligi 1000 nm, millel on hea tala kvaliteet ja suur võimsus, kasutatakse metallide võtmeaukude laserkeevitamisel. Need laserid aurustuvad ja sulatavad materjale tõhusalt, tootes kvaliteetseid keevisõmblusi (Salminen, Piiili ja Purtonen, 2010).

Laseritöötluse integreerimine teiste tehnoloogiatega

Laseritöötluse integreerimine teiste tootmistehnoloogiatega, näiteks katte ja jahvatamisega, on viinud tõhusamate ja mitmekülgsemate tootmissüsteemideni. See integratsioon on eriti kasulik sellistes tööstusharudes nagu tööriista ja die tootmine ja mootori remont (Nowotny et al., 2010).

Lasertöötlus arenevatel väljadel

Lasertehnoloogia rakendamine ulatub esilekerkivatele väljadele nagu pooljuhid, kuvarid ja õhuke filmitööstus, pakkudes uusi võimalusi ja parandades materiaalseid omadusi, toote täpsust ja seadme jõudlust (Hwang et al., 2022).

Laseritöötluse tulevased suundumused

Laseritöötluse tehnoloogia edasised arengud on keskendunud uudsetele valmistamismeetoditele, toodete omaduste parandamisele, integreeritud mitme materjali komponentide insenerile ning suurendades majanduslikke ja protseduurilisi eeliseid. See hõlmab kontrollitud poorsusega, hübriidkeevitamise ja metalllehtede laserprofiili lõikamisega laser kiiret tootmist (Kukreja et al., 2013).

Laseritöötluse tehnoloogia, millel on mitmekesised rakendused ja pidevad uuendused, kujundab tootmise ja materjalide töötlemise tulevikku. Selle mitmekülgsus ja täpsus muudavad selle eraldamatu tööriista erinevates tööstusharudes, lükates traditsiooniliste tootmismeetodite piire.

Lazov, L., Angelov, N., ja Teirumnieks, E. (2019). Lasertehnoloogiliste protsesside kriitilise võimsustiheduse esialgse hindamise meetod.Keskkond. Tehnoloogiad. Ressursid. Rahvusvahelise teadusliku ja praktilise konverentsi toimetised. Link
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Laser-dopingu selektiivsete emitterite päikesepatareide kiire valmistamine, kasutades 532nm pidevat lainet (CW) ja modelleeritud kvaasi-CW laserallikaid.Link
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV -i suure võimsusega laserid klaasi ja CFRP töötlemist.Link
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Tõhus intracavity sagedus kahekordistub difuusse reflektori tüüpi dioodiga külgpumbatud ND: YAG-laseri abil, kasutades KTP kristalli.Link
Salminen, A., Piiili, H., ja Purtonen, T. (2010). Suure võimsusega laserkeevitamise omadused.Mehaanikainseneride institutsioonide toimetised, C osa: ajakiri Mehaanikainseneri teadus, 224, 1019-1029.Link
Majumdar, J., ja Manna, I. (2013). Sissejuhatus materjalide laseriga abistavasse valmistamisse.Link
Gong, S. (2012). Täiustatud laseritöötluse tehnoloogia uurimine ja rakendused.Link
Yumoto, J., Torizuka, K., ja Kuroda, R. (2017). Lasertootmise katsevoodi ja andmebaasi väljatöötamine lasermaterjali töötlemiseks.Lasertehnika ülevaade, 45, 565-570.Link
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Laseri töötlemise kohapealsete seiretehnoloogia edusammud.Scientia Sinica Physica, Mechanica ja Astronomica. Link
Sun, H., & Flores, K. (2010). Laser-töödeldud ZR-põhise massilise metallklaasi mikrostrukturaalne analüüs.Metallurgia- ja materjalide tehingud a. Link
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., ja Beyer, E. (2010). Integreeritud laserrakk kombineeritud laserkatteks ja jahvatamiseks.Assamblee automatiseerimine, 30(1), 36-38.Link
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Tekkivad lasermaterjalide töötlemise tehnikad tulevaste tööstuslike rakenduste jaoks.Link
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Tekkivad lasertoimelised vaakumprotsessid ülikerge, kõrge tootlusega tootmiseks.Nanomõõt. Link

 

Seotud uudised
>> seotud sisu

Postiaeg: 18. jaanuar-2024