Laserprosessoinnin kasvava rooli metallien, lasin ja muiden alalla

Tilaa sosiaalinen mediamme saadaksesi pikaviestejä

Johdatus laserkäsittelyyn valmistuksessa

Laserkäsittelytekniikka on kehittynyt nopeasti ja sitä käytetään laajasti eri aloilla, kuten ilmailu-, auto-, elektroniikka- ja muilla aloilla.Sillä on merkittävä rooli tuotteiden laadun, työn tuottavuuden ja automaation parantamisessa, samalla kun se vähentää saastumista ja materiaalien kulutusta (Gong, 2012).

Metallien ja ei-metallisten materiaalien laserkäsittely

Laserkäsittelyn ensisijainen sovellus viime vuosikymmenellä on ollut metallimateriaaleissa, mukaan lukien leikkaus, hitsaus ja verhous.Ala kuitenkin laajenee ei-metallimateriaaleihin, kuten tekstiileihin, lasiin, muoveihin, polymeereihin ja keramiikkaan.Jokainen näistä materiaaleista avaa mahdollisuuksia eri toimialoilla, vaikka niillä on jo vakiintuneet käsittelytekniikat (Yumoto et al., 2017).

Lasin laserkäsittelyn haasteet ja innovaatiot

Lasi, jolla on laajat sovellukset autoteollisuudessa, rakentamisessa ja elektroniikassa, edustaa merkittävää laserkäsittelyn alaa.Perinteisiä lasinleikkausmenetelmiä, joissa käytetään kovametalli- tai timanttityökaluja, rajoittaa alhainen tehokkuus ja karkeat reunat.Sitä vastoin laserleikkaus tarjoaa tehokkaamman ja tarkemman vaihtoehdon.Tämä on erityisen ilmeistä aloilla, kuten älypuhelinten valmistus, jossa laserleikkausta käytetään kameroiden linssien suojuksiin ja suuriin näyttöihin (Ding et al., 2019).

Arvokkaiden lasityyppien laserkäsittely

Erilaiset lasit, kuten optinen lasi, kvartsilasi ja safiirilasi, asettavat ainutlaatuisia haasteita haurauden vuoksi.Kehittyneet lasertekniikat, kuten femtosekunnin laseretsaus, ovat kuitenkin mahdollistaneet näiden materiaalien tarkan käsittelyn (Sun & Flores, 2010).

Aallonpituuden vaikutus laserteknologisiin prosesseihin

Laserin aallonpituus vaikuttaa merkittävästi prosessiin, erityisesti materiaalien, kuten rakenneteräksen, kohdalla.Ultravioletti-, näkyvä-, lähi- ja kaukaisilla infrapuna-alueilla säteilevien lasereiden sulamis- ja haihtumistehotiheys on analysoitu (Lazov, Angelov ja Teirumnieks, 2019).

Erilaisia ​​aallonpituuksiin perustuvia sovelluksia

Laseraallonpituuden valinta ei ole mielivaltainen, vaan se riippuu suuresti materiaalin ominaisuuksista ja halutusta lopputuloksesta.Esimerkiksi UV-laserit (lyhyemmillä aallonpituuksilla) ovat erinomaisia ​​tarkkuuskaiverrukseen ja mikrokoneistukseen, koska ne voivat tuottaa hienompia yksityiskohtia.Tämä tekee niistä ihanteellisia puolijohde- ja mikroelektroniikkateollisuudelle.Sitä vastoin infrapunalaserit ovat tehokkaampia paksumman materiaalin käsittelyssä syvemmän tunkeutumiskykynsä ansiosta, mikä tekee niistä sopivia raskaan teollisuuden sovelluksiin.(Majumdar & Manna, 2013). Samaan tapaan vihreät laserit, jotka toimivat tyypillisesti aallonpituudella 532 nm, löytävät markkinaraon sovelluksissa, jotka vaativat suurta tarkkuutta ja minimaalista lämpövaikutusta.Ne ovat erityisen tehokkaita mikroelektroniikassa piirikuvioinnin kaltaisissa tehtävissä, lääketieteellisissä sovelluksissa toimenpiteissä, kuten fotokoagulaatiossa, ja uusiutuvan energian alalla aurinkokennojen valmistuksessa.Vihreiden laserien ainutlaatuinen aallonpituus tekee niistä myös sopivia erilaisten materiaalien, mukaan lukien muovien ja metallien, merkitsemiseen ja kaivertamiseen, missä halutaan korkea kontrasti ja minimaalinen pintavaurio.Tämä vihreiden lasereiden mukautuvuus korostaa aallonpituuden valinnan merkitystä laserteknologiassa, mikä varmistaa optimaaliset tulokset tietyille materiaaleille ja sovelluksille.

The525nm vihreä laseron erityinen laserteknologian tyyppi, jolle on tunnusomaista sen selkeä vihreän valon emissio 525 nanometrin aallonpituudella.Tämän aallonpituuden vihreät laserit löytävät sovelluksia verkkokalvon fotokoagulaatiossa, jossa niiden korkea teho ja tarkkuus ovat hyödyllisiä.Ne ovat mahdollisesti hyödyllisiä myös materiaalinkäsittelyssä, erityisesti aloilla, jotka vaativat tarkkaa ja minimaalista lämpöiskukäsittelyä.Vihreiden laserdiodien kehittäminen c-tason GaN-substraatilla kohti pidempiä aallonpituuksia 524–532 nm:ssä on merkittävä edistysaskel laserteknologiassa.Tämä kehitys on ratkaisevan tärkeää sovelluksille, jotka vaativat tiettyjä aallonpituusominaisuuksia

Jatkuva aalto ja mallilukitut laserlähteet

Jatkuva aalto (CW) ja mallilukittu kvasi-CW-laserlähteet eri aallonpituuksilla, kuten lähi-infrapuna (NIR) 1064 nm:ssä, vihreä 532 nm:ssä ja ultravioletti (UV) 355 nm:ssä, otetaan huomioon laserdopingin selektiivisissä säteilijöissä aurinkokennoissa.Eri aallonpituuksilla on vaikutusta valmistuksen mukautumiskykyyn ja tehokkuuteen (Patel et al., 2011).

Excimer-laserit laajakaistaisille materiaaleille

Excimer-laserit, jotka toimivat UV-aallonpituudella, soveltuvat laajakaistaisten materiaalien, kuten lasin ja hiilikuituvahvisteisen polymeerin (CFRP) käsittelyyn, ja ne tarjoavat korkean tarkkuuden ja minimaalisen lämpövaikutuksen (Kobayashi et al., 2017).

Nd:YAG-laserit teollisiin sovelluksiin

Nd:YAG-lasereita, joiden mukautuvat aallonpituuden virittämiseen, käytetään monenlaisissa sovelluksissa.Niiden kyky toimia sekä 1064 nm:ssä että 532 nm:ssä mahdollistaa joustavuuden erilaisten materiaalien käsittelyssä.Esimerkiksi 1064 nm:n aallonpituus on ihanteellinen metallien syväkaiverrukseen, kun taas 532 nm:n aallonpituus tarjoaa korkealaatuisen pintakaiverruksen muoville ja pinnoitetuille metalleille. (Moon et al., 1999).

→Aiheeseen liittyvät tuotteet:CW-diodilla pumpattu puolijohdelaser aallonpituudella 1064 nm

Tehokas kuitulaserhitsaus

Metallien avaimenreikälaserhitsauksessa käytetään lasereita, joiden aallonpituus on lähellä 1000 nm, joilla on hyvä säteen laatu ja suuri teho.Nämä laserit höyrystävät ja sulattavat materiaaleja tehokkaasti ja tuottavat laadukkaita hitsejä (Salminen, Piili & Purtonen, 2010).

Laserkäsittelyn integrointi muihin teknologioihin

Laserkäsittelyn integrointi muihin valmistusteknologioihin, kuten verhoukseen ja jyrsintään, on johtanut tehokkaampiin ja monipuolisempiin tuotantojärjestelmiin.Tämä integraatio on erityisen hyödyllinen aloilla, kuten työkalujen ja meistien valmistuksessa ja moottoreiden korjauksessa (Nowotny et al., 2010).

Laserkäsittely kehittyvillä aloilla

Laserteknologian sovellus ulottuu uusille aloille, kuten puolijohde-, näyttö- ja ohutkalvoteollisuuteen, tarjoten uusia ominaisuuksia ja parantaen materiaalien ominaisuuksia, tuotteen tarkkuutta ja laitteiden suorituskykyä (Hwang et al., 2022).

Laserkäsittelyn tulevaisuuden trendit

Laserprosessointiteknologian tuleva kehitys keskittyy uusiin valmistustekniikoihin, tuotteiden laadun parantamiseen, integroitujen monimateriaalikomponenttien suunnitteluun sekä taloudellisten ja prosessihyötyjen lisäämiseen.Tämä sisältää hallitun huokoisuuden omaavien rakenteiden nopean laservalmistuksen, hybridihitsauksen ja metallilevyjen laserprofiilileikkauksen (Kukreja et al., 2013).

Laserprosessointiteknologia monipuolisine sovelluksineen ja jatkuvin innovaatioineen muokkaa valmistuksen ja materiaalinkäsittelyn tulevaisuutta.Sen monipuolisuus ja tarkkuus tekevät siitä korvaamattoman työkalun eri teollisuudenaloilla, mikä ylittää perinteisten valmistusmenetelmien rajoja.

Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019).MENETELMÄ KRIITTISEN TEHOTIHEYDEN ALUSTAVAAN ARVIOINTIIN LASERTEKNOLOGISISSA PROSESSISSSA.YMPÄRISTÖ.TEKNOLOGIAT.RESURSSIT.Kansainvälisen tieteellisen ja käytännön konferenssin aineisto. Linkki
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011).Selektiivisten laserdoping-aurinkokennojen nopea valmistus 532 nm:n jatkuvan aallon (CW) ja tilalukitun kvasi-CW-laserlähteiden avulla.Linkki
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J. ja Mizoguchi, H. (2017).DUV-suurteholaserkäsittely lasille ja CFRP:lle.Linkki
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J. ja Kim, K.-S.(1999).Tehokas intrakaviteetin taajuuden kaksinkertaistaminen diffuusiolla heijastintyyppisellä diodisivulla pumpattavalla Nd:YAG-laserilla KTP-kidettä käyttäen.Linkki
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010).Suuritehoisen kuitulaserhitsauksen ominaisuudet.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, osa C: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Linkki
Majumdar, J., & Manna, I. (2013).Johdatus laseravusteiseen materiaalien valmistukseen.Linkki
Gong, S. (2012).Edistyneen laserkäsittelytekniikan tutkimukset ja sovellukset.Linkki
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017).Laservalmistuksen testialustan ja tietokannan kehittäminen lasermateriaalien käsittelyä varten.The Review of Laser Engineering, 45, 565-570.Linkki
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j. ja Hong, M. (2019).Edistynyt in situ -seurantatekniikka laserkäsittelyyn.SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica. Linkki
Sun, H. ja Flores, K. (2010).Laserprosessoidun Zr-pohjaisen bulkkimetallilasin mikrorakenneanalyysi.Metallurgia- ja materiaalitapahtumat A. Linkki
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S. ja Beyer, E. (2010).Integroitu laserkenno yhdistettyyn laserpinnoitukseen ja jyrsintään.Kokoonpanoautomaatio, 30(1), 36-38.Linkki
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013).Uusia lasermateriaalien käsittelytekniikoita tulevaisuuden teollisiin sovelluksiin.Linkki
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022).Uusia laseravusteisia tyhjiöprosesseja erittäin tarkkaan, korkean tuoton valmistukseen.Nanoasteikko. Linkki

 

Aiheeseen liittyviä uutisia
>> Aiheeseen liittyvää sisältöä

Postitusaika: 18.1.2024