Підпишіться на наші соціальні мережі, щоб отримувати оперативні публікації
Введення в лазерну обробку на виробництві
Технологія лазерної обробки швидко розвивається і широко використовується в різних галузях, таких як аерокосмічна промисловість, автомобільна промисловість, електроніка тощо. Він відіграє значну роль у покращенні якості продукції, продуктивності праці та автоматизації, одночасно зменшуючи забруднення та споживання матеріалів (Gong, 2012).
Лазерна обробка металевих і неметалевих матеріалів
Основним застосуванням лазерної обробки в останнє десятиліття були металеві матеріали, включаючи різання, зварювання та плакування. Проте галузь розширюється на неметалічні матеріали, такі як текстиль, скло, пластик, полімери та кераміка. Кожен із цих матеріалів відкриває можливості в різних галузях промисловості, хоча вони вже мають усталені технології обробки (Yumoto та ін., 2017).
Проблеми та інновації в лазерній обробці скла
Скло з його широким застосуванням у таких галузях, як автомобілебудування, будівництво та електроніка, представляє значну сферу для лазерної обробки. Традиційні методи різання скла, які використовують твердосплавні або алмазні інструменти, обмежені низькою ефективністю та нерівними краями. Навпаки, лазерне різання пропонує більш ефективну та точну альтернативу. Це особливо очевидно в таких галузях, як виробництво смартфонів, де лазерне різання використовується для кришок об’єктивів камер і великих екранів (Ding et al., 2019).
Лазерна обробка високоцінного скла
Різні типи скла, такі як оптичне скло, кварцове скло та сапфірове скло, представляють особливі проблеми через свою крихкість. Однак передові лазерні методи, такі як фемтосекундне лазерне травлення, уможливили точну обробку цих матеріалів (Sun & Flores, 2010).
Вплив довжини хвилі на лазерні технологічні процеси
Довжина хвилі лазера значно впливає на процес, особливо для таких матеріалів, як конструкційна сталь. Лазери, що випромінюють в ультрафіолетових, видимих, ближніх і далеких інфрачервоних областях, були проаналізовані на їх критичну щільність потужності для плавлення та випаровування (Лазов, Ангелов і Тейрумніекс, 2019).
Різноманітні програми на основі довжин хвиль
Вибір довжини хвилі лазера не є довільним, а значною мірою залежить від властивостей матеріалу та бажаного результату. Наприклад, УФ-лазери (з меншою довжиною хвилі) чудово підходять для точного гравіювання та мікрообробки, оскільки вони можуть створювати більш дрібні деталі. Це робить їх ідеальними для напівпровідникової та мікроелектронної промисловості. Навпаки, інфрачервоні лазери більш ефективні для обробки більш товстих матеріалів завдяки їхнім глибшим проникненням, що робить їх придатними для застосування у важкій промисловості. (Majumdar & Manna, 2013). Так само зелені лазери, які зазвичай працюють на довжині хвилі 532 нм, знаходять свою нішу в додатках, які вимагають високої точності з мінімальним тепловим впливом. Вони особливо ефективні в мікроелектроніці для таких завдань, як моделювання схем, у медичних програмах для таких процедур, як фотокоагуляція, а також у секторі відновлюваної енергетики для виготовлення сонячних елементів. Унікальна довжина хвилі зелених лазерів також робить їх придатними для маркування та гравіювання різноманітних матеріалів, включаючи пластмаси та метали, де потрібна висока контрастність і мінімальне пошкодження поверхні. Така адаптивність зелених лазерів підкреслює важливість вибору довжини хвилі в лазерній технології, що забезпечує оптимальні результати для конкретних матеріалів і застосувань.
TheЗелений лазер 525 нмце особливий тип лазерної технології, що характеризується випромінюванням зеленого світла з довжиною хвилі 525 нанометрів. Зелені лазери на цій довжині хвилі знаходять застосування у фотокоагуляції сітківки, де їх висока потужність і точність є корисними. Вони також потенційно корисні в обробці матеріалів, особливо в областях, які вимагають точної та мінімальної термічної обробки.Розробка зелених лазерних діодів на підкладці GaN із площиною c у напрямку більших довжин хвиль 524–532 нм знаменує значний прогрес у лазерній технології. Ця розробка має вирішальне значення для програм, які вимагають певних характеристик довжини хвилі
Безперервні хвилі та лазерні джерела із синхронізованим моделюванням
Безперервні хвилі (CW) і квазі-CW лазерні джерела з синхронізацією мод на різних довжинах хвиль, як-от ближній інфрачервоний (NIR) при 1064 нм, зелений при 532 нм і ультрафіолетовий (УФ) при 355 нм, розглядаються для лазерних легуючих селективних емітерних сонячних елементів. Різні довжини хвиль впливають на адаптивність та ефективність виробництва (Patel та ін., 2011).
Ексимерні лазери для широкозонних матеріалів
Ексимерні лазери, що працюють на довжині хвилі ультрафіолетового випромінювання, підходять для обробки широкозонних матеріалів, таких як скло та армований вуглецевим волокном полімер (CFRP), забезпечуючи високу точність і мінімальний термічний вплив (Kobayashi et al., 2017).
Nd:YAG лазери для промислового застосування
Nd:YAG-лазери з їх адаптивністю щодо налаштування довжини хвилі використовуються в широкому діапазоні застосувань. Їхня здатність працювати як при 1064 нм, так і при 532 нм забезпечує гнучкість обробки різних матеріалів. Наприклад, довжина хвилі 1064 нм ідеально підходить для глибокого гравіювання на металах, тоді як довжина хвилі 532 нм забезпечує високоякісне гравіювання поверхні на пластмасі та металах з покриттям (Moon et al., 1999).
→ Супутні товари:Твердотільний лазер із діодним накачуванням і довжиною хвилі 1064 нм
Високопотужне лазерне зварювання волокна
Лазери з довжиною хвилі, близькою до 1000 нм, що володіють хорошою якістю променя та високою потужністю, використовуються для лазерного зварювання металів у замкову щілину. Ці лазери ефективно випаровують і плавлять матеріали, створюючи високоякісні зварні шви (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Інтеграція лазерної обробки з іншими технологіями
Інтеграція лазерної обробки з іншими виробничими технологіями, такими як плакування та фрезерування, призвела до більш ефективних і універсальних виробничих систем. Ця інтеграція є особливо корисною в таких галузях, як виробництво інструментів і матриць, а також ремонт двигунів (Nowotny та ін., 2010).
Лазерна обробка в нових сферах
Застосування лазерної технології поширюється на такі нові галузі, як напівпровідники, дисплеї та тонкоплівкові галузі, пропонуючи нові можливості та покращуючи властивості матеріалів, точність продукту та продуктивність пристроїв (Hwang та ін., 2022).
Майбутні тенденції лазерної обробки
Майбутні розробки в технології лазерної обробки зосереджені на нових технологіях виготовлення, покращенні якості продукції, розробці інтегрованих багатоматеріальних компонентів і збільшенні економічних і процедурних переваг. Це включає швидке лазерне виготовлення конструкцій з контрольованою пористістю, гібридне зварювання та лазерне профільне різання металевих листів (Kukreja et al., 2013).
Технологія лазерної обробки з її різноманітними застосуваннями та постійними інноваціями формує майбутнє виробництва та обробки матеріалів. Його універсальність і точність роблять його незамінним інструментом у різних галузях промисловості, розсуваючи межі традиційних методів виробництва.
Лазов Л., Ангелов Н. та Тейрумніекс Е. (2019). МЕТОД ПОПЕРЕДНЬОЇ ОЦІНКИ КРИТИЧНОЇ ГУСТИНИ ПОТУЖНОСТІ В ЛАЗЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСАХ.СЕРЕДОВИЩЕ. ТЕХНОЛОГІЇ. РЕСУРСИ. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції. Посилання
Патель, Р., Венхам, С., Тьяхйоно, Б., Халлам, Б., Сугіанто, А., Бовацек, Дж. (2011). Високошвидкісне виготовлення сонячних елементів із селективним випромінювачем лазерного легування з використанням 532 нм безперервних хвиль (CW) і квазі-CW лазерних джерел із блокуванням моди.Посилання
Кобаясі М., Какізакі К., Оідзумі Х., Мімура Т., Фудзімото Дж. та Мізогуті Х. (2017). Високопотужний лазер DUV для обробки скла та вуглепластику.Посилання
Мун Г., Ї Дж., Рі Ю., Ча Б., Лі Дж. та Кім К.-С. (1999). Ефективне внутрішньорезонаторне подвоєння частоти від діодного Nd:YAG-лазера дифузійного рефлекторного типу з бічним накачуванням за допомогою кристала KTP.Посилання
Салмінен, А., Піілі, Х., і Пуртонен, Т. (2010). Характеристики потужного волоконного лазерного зварювання.Праці Інституту інженерів-механіків, частина C: Журнал машинобудівної науки, 224, 1019-1029.Посилання
Маджумдар, Дж., Манна, І. (2013). Вступ до виробництва матеріалів за допомогою лазера.Посилання
Гонг, С. (2012). Дослідження та застосування передових технологій лазерної обробки.Посилання
Юмото, Дж., Торізука, К., і Курода, Р. (2017). Розробка випробувального стенду для лазерного виробництва та бази даних для лазерної обробки матеріалів.Огляд лазерної техніки, 45, 565-570.Посилання
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). Досягнення в технології моніторингу на місці для лазерної обробки.SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica. Посилання
Сан, Х. та Флорес, К. (2010). Мікроструктурний аналіз масового металевого скла, обробленого лазером на основі Zr.Металургійні та матеріальні операції А. Посилання
Новотни С., Мюнстер Р., Шарек С. та Бейєр Е. (2010). Інтегрована лазерна комірка для комбінованого лазерного наплавлення та фрезерування.Монтажна автоматика, 30(1), 36-38.Посилання
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Нові технології лазерної обробки матеріалів для промислового застосування в майбутньому.Посилання
Хван Е., Чой Дж. та Хонг С. (2022). Нові вакуумні процеси з використанням лазера для надточного високопродуктивного виробництва.Нанорозмір. Посилання
Час публікації: 18 січня 2024 р