Uvod u lasersku obradu u proizvodnji
Tehnologija laserske obrade doživjela je brzi razvoj i naširoko se koristi u raznim područjima, kao što su zrakoplovstvo, automobilska industrija, elektronika itd. Ima značajnu ulogu u poboljšanju kvalitete proizvoda, produktivnosti rada i automatizacije, a istovremeno smanjuje onečišćenje i potrošnju materijala (Gong, 2012.).
Laserska obrada metalnih i nemetalnih materijala
Primarna primjena laserske obrade u proteklom desetljeću bila je u metalnim materijalima, uključujući rezanje, zavarivanje i oblaganje. Međutim, područje se širi na nemetalne materijale poput tekstila, stakla, plastike, polimera i keramike. Svaki od ovih materijala otvara mogućnosti u raznim industrijama, iako već imaju uspostavljene tehnike obrade (Yumoto i dr., 2017.).
Izazovi i inovacije u laserskoj obradi stakla
Staklo, sa svojom širokom primjenom u industrijama poput automobilske, građevinske i elektronike, predstavlja značajno područje za lasersku obradu. Tradicionalne metode rezanja stakla, koje uključuju alate od tvrde legure ili dijamante, ograničene su niskom učinkovitošću i grubim rubovima. Nasuprot tome, lasersko rezanje nudi učinkovitiju i precizniju alternativu. To je posebno vidljivo u industrijama poput proizvodnje pametnih telefona, gdje se lasersko rezanje koristi za poklopce leća fotoaparata i velike zaslone (Ding et al., 2019.).
Laserska obrada visokovrijednih vrsta stakla
Različite vrste stakla, kao što su optičko staklo, kvarcno staklo i safirno staklo, predstavljaju jedinstvene izazove zbog svoje lomljivosti. Međutim, napredne laserske tehnike poput femtosekundnog laserskog jetkanja omogućile su preciznu obradu ovih materijala (Sun & Flores, 2010.).
Utjecaj valne duljine na laserske tehnološke procese
Valna duljina lasera značajno utječe na proces, posebno za materijale poput konstrukcijskog čelika. Laseri koji emitiraju u ultraljubičastom, vidljivom, bliskom i udaljenom infracrvenom području analizirani su na njihovu kritičnu gustoću snage za taljenje i isparavanje (Lazov, Angelov i Teirumnieks, 2019.).
Različite primjene temeljene na valnim duljinama
Izbor valne duljine lasera nije proizvoljan, već uvelike ovisi o svojstvima materijala i željenom rezultatu. Na primjer, UV laseri (s kraćim valnim duljinama) izvrsni su za precizno graviranje i mikrostrojnu obradu jer mogu proizvesti finije detalje. To ih čini idealnima za industriju poluvodiča i mikroelektronike. Nasuprot tome, infracrveni laseri su učinkovitiji za obradu debljih materijala zbog svojih mogućnosti dubljeg prodiranja, što ih čini prikladnima za teške industrijske primjene. (Majumdar & Manna, 2013.). Slično tome, zeleni laseri, koji obično rade na valnoj duljini od 532 nm, nalaze svoju nišu u aplikacijama koje zahtijevaju visoku preciznost s minimalnim toplinskim utjecajem. Osobito su učinkoviti u mikroelektronici za zadatke poput uzorkovanja krugova, u medicinskim primjenama za postupke poput fotokoagulacije i u sektoru obnovljive energije za izradu solarnih ćelija. Jedinstvena valna duljina zelenih lasera također ih čini prikladnima za označavanje i graviranje različitih materijala, uključujući plastiku i metale, gdje je poželjan visok kontrast i minimalno oštećenje površine. Ova prilagodljivost zelenih lasera naglašava važnost odabira valne duljine u laserskoj tehnologiji, osiguravajući optimalne rezultate za specifične materijale i primjene.
The525nm zeleni laserje specifična vrsta laserske tehnologije koju karakterizira izrazita emisija zelene svjetlosti na valnoj duljini od 525 nanometara. Zeleni laseri na ovoj valnoj duljini nalaze primjenu u fotokoagulaciji mrežnice, gdje su njihova velika snaga i preciznost korisni. Također su potencijalno korisni u obradi materijala, posebno u područjima koja zahtijevaju preciznu i minimalnu obradu toplinskim udarom.Razvoj zelenih laserskih dioda na c-ravnini GaN supstrata prema većim valnim duljinama na 524–532 nm označava značajan napredak u laserskoj tehnologiji. Ovaj razvoj je ključan za aplikacije koje zahtijevaju specifične karakteristike valne duljine
Kontinuirani valovi i laserski izvori s zaključanim modelom
Kontinuirani valni (CW) i kvazi-CW laserski izvori s zaključanim modelom na različitim valnim duljinama kao što su bliski infracrveni (NIR) na 1064 nm, zeleni na 532 nm i ultraljubičasti (UV) na 355 nm razmatraju se za solarne ćelije selektivnog emitera laserskog dopinga. Različite valne duljine imaju implikacije na prilagodljivost i učinkovitost proizvodnje (Patel et al., 2011.).
Excimer laseri za materijale sa širokim pojasom
Excimer laseri, koji rade na UV valnoj duljini, prikladni su za obradu materijala sa širokim pojasom poput stakla i polimera ojačanog ugljičnim vlaknima (CFRP), nudeći visoku preciznost i minimalan toplinski utjecaj (Kobayashi et al., 2017.).
Nd:YAG laseri za industrijske primjene
Nd:YAG laseri, sa svojom prilagodljivošću u smislu podešavanja valne duljine, koriste se u širokom rasponu primjena. Njihova sposobnost rada i na 1064 nm i na 532 nm omogućuje fleksibilnost u obradi različitih materijala. Na primjer, valna duljina od 1064 nm idealna je za dubinsko graviranje na metalima, dok valna duljina od 532 nm pruža visokokvalitetno površinsko graviranje na plastici i obloženim metalima. (Moon et al., 1999.).
→Srodni proizvodi:CW Laser u čvrstom stanju s diodnom pumpom i valnom duljinom od 1064 nm
Lasersko zavarivanje vlakana velike snage
Laseri s valnim duljinama blizu 1000 nm, koji posjeduju dobru kvalitetu snopa i veliku snagu, koriste se za lasersko zavarivanje metala pomoću ključanice. Ovi laseri učinkovito isparavaju i tope materijale, proizvodeći visokokvalitetne varove (Salminen, Piili i Purtonen, 2010.).
Integracija laserske obrade s drugim tehnologijama
Integracija laserske obrade s drugim proizvodnim tehnologijama, poput oblaganja i glodanja, dovela je do učinkovitijih i svestranijih proizvodnih sustava. Ova integracija posebno je korisna u industrijama kao što su proizvodnja alata i kalupa te popravak motora (Nowotny et al., 2010.).
Laserska obrada u novim poljima
Primjena laserske tehnologije proširuje se na polja u nastajanju kao što su industrija poluvodiča, zaslona i tankog filma, nudeći nove mogućnosti i poboljšavajući svojstva materijala, preciznost proizvoda i izvedbu uređaja (Hwang et al., 2022.).
Budući trendovi u laserskoj obradi
Budući razvoj tehnologije laserske obrade usmjeren je na nove tehnike izrade, poboljšanje kvalitete proizvoda, inženjering integriranih komponenti od više materijala i povećanje ekonomskih i proceduralnih prednosti. To uključuje lasersku brzu izradu konstrukcija s kontroliranom poroznošću, hibridno zavarivanje i lasersko profilno rezanje limova (Kukreja i dr., 2013.).
Laserska tehnologija obrade, sa svojim raznolikim primjenama i stalnim inovacijama, oblikuje budućnost proizvodnje i obrade materijala. Njegova svestranost i preciznost čine ga nezamjenjivim alatom u raznim industrijama, pomičući granice tradicionalnih metoda proizvodnje.
Lazov, L., Angelov, N. i Teirumnieks, E. (2019). METODA PRELIMINARNE PROCJENE KRITIČNE GUSTOĆE SNAGE U LASERSKIM TEHNOLOŠKIM PROCESIMA.OKOLIŠ. TEHNOLOGIJE. RESURSI. Zbornik radova međunarodnog znanstveno-praktičnog skupa. Link
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., i Bovatsek, J. (2011.). Brza izrada solarnih ćelija sa selektivnim emiterom laserskog dopinga korištenjem 532nm kontinuiranih valova (CW) i kvazi-CW laserskih izvora s zaključanim modelom.Link
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J. i Mizoguchi, H. (2017.). DUV laseri velike snage za obradu stakla i CFRP-a.Link
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., i Kim, K.-S. (1999). Učinkovito unutaršupljinsko udvostručenje frekvencije iz difuznog reflektorskog diodnog Nd:YAG lasera s bočnom pumpom pomoću KTP kristala.Link
Salminen, A., Piili, H. i Purtonen, T. (2010.). Karakteristike laserskog zavarivanja vlakana velike snage.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Link
Majumdar, J. i Manna, I. (2013). Uvod u laserski potpomognutu proizvodnju materijala.Link
Gong, S. (2012). Istraživanja i primjene napredne tehnologije laserske obrade.Link
Yumoto, J., Torizuka, K. i Kuroda, R. (2017.). Razvoj ispitnog kreveta za lasersku proizvodnju i baze podataka za lasersku obradu materijala.The Review of Laser Engineering, 45, 565-570.Link
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). Napredak u tehnologiji nadzora na licu mjesta za lasersku obradu.SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica. Link
Sun, H. i Flores, K. (2010.). Mikrostrukturna analiza laserski obrađenog masovnog metalnog stakla na bazi Zr.Metalurške i materijalne transakcije A. Link
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S. i Beyer, E. (2010.). Integrirana laserska ćelija za kombinirano lasersko oblaganje i glodanje.Automatizacija montaže, 30(1), 36-38.Link
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P. i Rao, BT (2013.). Nove tehnike obrade laserskih materijala za buduće industrijske primjene.Link
Hwang, E., Choi, J. i Hong, S. (2022). Novi laserski potpomognuti vakuumski procesi za ultra-preciznu proizvodnju s visokim prinosom.Nanosmjera. Link
Vrijeme objave: 18. siječnja 2024