Rastuća uloga laserske obrade u metalima, staklu i šire

Pretplatite se na naše društvene medije za brz post

Uvod u lasersku obradu u proizvodnji

Tehnologija laserske obrade doživjela je brzi razvoj i široko se koristi u različitim područjima, kao što su zrakoplovna, automobilska, elektronika i još mnogo toga. Igra značajnu ulogu u poboljšanju kvalitete proizvoda, produktivnosti rada i automatizaciji, istovremeno smanjujući zagađenje i potrošnju materijala (Gong, 2012).

Laserska obrada u metalnim i nemetalnim materijalima

Primarna primjena laserske obrade u proteklom desetljeću bila je u metalnim materijalima, uključujući rezanje, zavarivanje i obloge. Međutim, polje se širi na nemetalne materijale poput tekstila, stakla, plastike, polimera i keramike. Svaki od ovih materijala otvara mogućnosti u raznim industrijama, iako su već uspostavili tehnike obrade (Yumoto i sur., 2017).

Izazovi i inovacije u laserskoj preradi stakla

Staklo, sa svojim širokim primjenama u industrijama poput automobila, građevinarstva i elektronike, predstavlja značajno područje za lasersku preradu. Tradicionalne metode rezanja stakla, koje uključuju alate tvrde legure ili dijamanta, ograničene su niskom učinkovitošću i grubim rubovima. Suprotno 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 objektiva i velikih zaslona (Ding i sur., 2019).

Laserska obrada tipova stakla visoke vrijednosti

Različite vrste stakla, poput optičkog stakla, kvarcnog stakla i stakla safira, predstavljaju jedinstvene izazove zbog njihove krhke prirode. 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 postupak, posebno za materijale poput konstrukcijskog čelika. Laseri koji emitiraju u ultraljubičastim, vidljivim, u blizini i udaljenim infracrvenim područjima analizirani su na njihovu kritičnu gustoću snage za topljenje i isparavanje (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).

Različite aplikacije temeljene na valnim duljinama

Izbor laserske valne duljine nije proizvoljno, ali vrlo je ovisan o svojstvima materijala i željenom ishodu. Na primjer, UV laseri (s kraćim valnim duljinama) izvrsni su za precizno graviranje i mikročinjenje, jer mogu proizvesti sitnije detalje. To ih čini idealnim za industriju poluvodiča i mikroelektronike. Suprotno tome, infracrveni laseri su učinkovitiji za deblju obradu materijala zbog njihovih dubljih mogućnosti prodiranja, što ih čini prikladnim za teške industrijske primjene. (Majumdar & Manna, 2013.). Slično, zeleni laseri, obično rade na valnoj duljini od 532 nm, pronalaze svoju nišu u aplikacijama koje zahtijevaju visoku preciznost uz minimalni toplinski utjecaj. Posebno su učinkoviti u mikroelektronici za zadatke poput uzorka kruga, u medicinskim primjenama za postupke poput fotokoagulacije i u sektoru obnovljivih izvora energije za proizvodnju solarnih ćelija. Jedinstvena valna duljina zelenih lasera također ih čini prikladnim za označavanje i graviranje različitih materijala, uključujući plastiku i metale, gdje su željeni visoki kontrast i minimalno oštećenje površine. Ova prilagodljivost zelenih lasera naglašava važnost odabira valne duljine u laserskoj tehnologiji, osiguravajući optimalne ishode za određene materijale i aplikacije.

A525nm Zeleni laserje specifična vrsta laserske tehnologije koju karakterizira njegova izrazita emisija zelenog svjetla na valnoj duljini od 525 nanometara. Zeleni laseri na ovoj valnoj duljini pronalaze primjene u fotokoagulaciji mrežnice, gdje su njihova velika snaga i preciznost korisni. Oni su također potencijalno korisni u obradi materijala, posebno u poljima koja zahtijevaju preciznu i minimalnu toplinsku obradu utjecaja.Razvoj zelenih laserskih dioda na C-ravni GAN supstrat prema duljim valnim duljinama pri 524–532 nm označava značajan napredak u laserskoj tehnologiji. Ovaj je razvoj presudan za aplikacije koje zahtijevaju specifične karakteristike valne duljine

Kontinuirani valovi i model -lose laserski izvori

Kontinuirani val (CW) i modelokirani kvazi-CW laserski izvori na različitim valnim duljinama poput blizu infracrvenog (NIR) na 1064 nm, zeleni na 532 nm, a ultraljubičasti (UV) na 355 nm smatraju se lasernim selektivnim solarnim ćelijama selektivne emitter. Različite valne duljine imaju posljedice na prilagodljivost i učinkovitost proizvodnje (Patel i sur., 2011).

Excimer laseri za široke pojaseve materijale

Excimer laseri, koji rade na UV valnoj duljini, prikladni su za preradu materijala širokopojasne pojaseve poput polimera ojačanih staklom i ugljičnim vlaknima (CFRP), nudeći visoku preciznost i minimalni toplinski utjecaj (Kobayashi i sur., 2017).

ND: YAG laseri za industrijsku primjenu

ND: YAG laseri, s njihovom prilagodljivošću u smislu podešavanja valne duljine, koriste se u širokom rasponu aplikacija. Njihova sposobnost rada na 1064 nm i 532 nm omogućava fleksibilnost u obradi različitih materijala. Na primjer, valna duljina od 1064 nm idealna je za duboku graviranje metala, dok valna duljina od 532 nm pruža visokokvalitetnu površinsku gravuru na plastici i obložene metale. (Moon i sur., 1999).

→ Povezani proizvodi:CW dioda pumpa čvrsto-state laser s valnom duljinom od 1064nm

Lasersko zavarivanje vlakana velike energije

Laseri s valnim duljinama blizu 1000 nm, koji posjeduju dobru kvalitetu snopa i velike snage, koriste se u laserskom zavarivanju ključa za metale. Ovi laseri učinkovito isparavaju i otope materijale, proizvodeći visokokvalitetne zavare (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).

Integracija laserske obrade s drugim tehnologijama

Integracija laserske obrade s drugim proizvodnim tehnologijama, poput obloga i glodanja, dovela je do učinkovitijih i svestranijih proizvodnih sustava. Ova je integracija posebno korisna u industrijama kao što su proizvodnja alata i matrice i popravak motora (Nowotny i sur., 2010).

Laserska obrada u poljima u nastajanju

Primjena laserske tehnologije proširuje se na polja u nastajanju poput Semiconductor, Display i Thin Film Industries, nudeći nove mogućnosti i poboljšavajući svojstva materijala, preciznost proizvoda i performanse uređaja (Hwang i sur., 2022).

Budući trendovi u laserskoj obradi

Budući razvoj tehnologije laserske obrade usredotočen je na nove tehnike izrade, poboljšavajući kvalitete proizvoda, inženjerske integrirane multi-materijalne komponente i povećanje ekonomskih i proceduralnih koristi. To uključuje lasersku brzu proizvodnju struktura s kontroliranom poroznošću, hibridnim zavarivanjem i rezanjem metalnih listova lasera (Kukraja i sur., 2013).

Tehnologija laserske obrade, s raznolikim primjenama i kontinuiranim inovacijama, oblikuje budućnost proizvodnje i obrade materijala. Njegova svestranost i preciznost čine ga neophodnim alatom u raznim industrijama, gurajući granice tradicionalnih proizvodnih metoda.

Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). Metoda za preliminarnu procjenu kritične gustoće snage u laserskim tehnološkim procesima.Okoliš. Tehnologije. Resursi. Zbornik radova Međunarodne znanstvene i praktične konferencije. Link
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., i Bovatsek, J. (2011). Velika brzina laserskih doping selektivnih solarnih ćelija pomoću 532nm kontinuiranog vala (CW) i modela kvazi-CW laserskih izvora.Link
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV Laseri za lasere velike snage za staklo i CFRP.Link
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Učinkovita frekvencija intrakavilnosti udvostručila se iz difuznog reflektorskog diodnog bočnog pumpe ND: YAG laser pomoću KTP kristala.Link
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Karakteristike laserskog zavarivanja vlakana visoke energije.Zbornik radova institucije inženjera strojarstva, dio C: časopis za znanost strojarstva, 224, 1019-1029.Link
Majumdar, J., i Manna, I. (2013). Uvod u lasersko potpomognuto izradu materijala.Link
Gong, S. (2012). Istraživanja i primjene napredne tehnologije laserske obrade.Link
Yumoto, J., Torizuka, K., i Kuroda, R. (2017). Razvoj testnog sloja i baze podataka za lasersko-manefakciju za obradu laserskog materijala.Pregled laserskog inženjerstva, 45, 565-570.Link
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Napredak in-situ tehnologije praćenja za lasersku obradu.Scientia Sinica Physica, Mechanica & Astronodica. Link
Sun, H., & Flores, K. (2010). Mikrostrukturna analiza lasera obrađenog ZR-a, rasuti metalni staklo.Metalurške i materijalne transakcije a. Link
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Integrirana laserska ćelija za kombiniranu lasersku oblogu i mljevenje.Automatizacija montaže, 30(1), 36-38.Link
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Tehnike obrade laserskih materijala u nastajanju za buduće industrijske primjene.Link
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). U nastajanju laserskih vakuumskih procesa za ultra precizno, visoko prinose.Nanokalija. Link

 

Povezane vijesti
>> Povezani sadržaj

Post Vrijeme: siječanj-18-2024