Iratkozzon fel közösségi médiánkra az azonnali bejegyzésekért
Bevezetés a lézeres feldolgozásba a gyártásban
A lézeres feldolgozási technológia gyors fejlődésen ment keresztül, és széles körben alkalmazzák különböző területeken, mint például a repülőgépipar, az autóipar, az elektronika stb. Jelentős szerepet játszik a termékminőség, a munkatermelékenység és az automatizálás javításában, miközben csökkenti a környezetszennyezést és az anyagfelhasználást (Gong, 2012).
Lézeres feldolgozás fémekben és nemfémes anyagokban
Az elmúlt évtizedben a lézeres feldolgozás elsődleges alkalmazása a fémanyagokban volt, beleértve a vágást, hegesztést és burkolatot. A terület azonban terjeszkedik a nem fémes anyagokra, mint a textil, üveg, műanyagok, polimerek és kerámiák. Ezen anyagok mindegyike lehetőségeket nyit meg a különböző iparágakban, bár már bevált feldolgozási technikákkal rendelkeznek (Yumoto et al., 2017).
Kihívások és innovációk az üveg lézeres feldolgozásában
Az üveg széles körben alkalmazható olyan iparágakban, mint az autóipar, az építőipar és az elektronika, és a lézeres feldolgozás jelentős területét képviseli. A hagyományos üvegvágási módszereket, amelyek keményötvözetből vagy gyémántból készült szerszámokat használnak, korlátozzák az alacsony hatásfok és a durva élek. Ezzel szemben a lézervágás hatékonyabb és pontosabb alternatívát kínál. Ez különösen nyilvánvaló az olyan iparágakban, mint az okostelefonok gyártása, ahol a lézervágást fényképezőgépek lencséihez és nagy kijelzőkhöz használják (Ding et al., 2019).
Nagy értékű üvegtípusok lézeres feldolgozása
A különböző típusú üvegek, mint például az optikai üveg, a kvarcüveg és a zafírüveg, rideg természetük miatt egyedi kihívásokat jelentenek. Azonban a fejlett lézertechnikák, mint például a femtoszekundumos lézermarattatás, lehetővé tették ezen anyagok precíziós feldolgozását (Sun & Flores, 2010).
A hullámhossz hatása a lézertechnológiai folyamatokra
A lézer hullámhossza jelentősen befolyásolja a folyamatot, különösen olyan anyagok esetében, mint a szerkezeti acél. Az ultraibolya, látható, közeli és távoli infravörös területeken kibocsátó lézereket elemezték kritikus teljesítménysűrűségük szempontjából az olvadás és a párolgás szempontjából (Lazov, Angelov és Teirumnieks, 2019).
Hullámhosszon alapuló változatos alkalmazások
A lézer hullámhosszának megválasztása nem önkényes, hanem nagymértékben függ az anyag tulajdonságaitól és a kívánt eredménytől. Például az UV lézerek (rövidebb hullámhosszúak) kiválóan alkalmasak precíziós gravírozásra és mikromegmunkálásra, mivel finomabb részleteket tudnak előállítani. Ez ideálissá teszi őket a félvezető- és mikroelektronikai ipar számára. Ezzel szemben az infravörös lézerek vastagabb anyagfeldolgozásnál hatékonyabbak a mélyebb behatolási képességeik miatt, így alkalmasak nehézipari alkalmazásokra. (Majumdar & Manna, 2013). Hasonlóan, a zöld lézerek, amelyek jellemzően 532 nm-es hullámhosszon működnek, megtalálják a helyüket a nagy pontosságot és minimális hőhatást igénylő alkalmazásokban. Különösen hatékonyak a mikroelektronikában olyan feladatoknál, mint az áramkör-mintázat, az orvosi alkalmazásokban olyan eljárásoknál, mint a fotokoaguláció, és a megújuló energia szektorban a napelemek gyártásában. A zöld lézerek egyedi hullámhossza alkalmassá teszi őket különféle anyagok, köztük műanyagok és fémek jelölésére és gravírozására, ahol nagy kontraszt és minimális felületi károsodás kívánatos. A zöld lézerek alkalmazkodóképessége rávilágít a hullámhossz-választás fontosságára a lézertechnológiában, ami optimális eredményeket biztosít bizonyos anyagok és alkalmazások esetén.
A525 nm-es zöld lézerA lézertechnológia egy speciális típusa, amelyet az 525 nanométeres hullámhosszon kibocsátott zöld fény jellemez. Az ilyen hullámhosszú zöld lézereket a retina fotokoagulációjában alkalmazzák, ahol nagy teljesítményük és pontosságuk előnyös. Potenciálisan hasznosak lehetnek az anyagfeldolgozásban is, különösen olyan területeken, ahol precíz és minimális hőhatás-feldolgozás szükséges.A zöld lézerdiódák c-síkú GaN szubsztrátumon történő kifejlesztése hosszabb, 524–532 nm-es hullámhosszok felé jelentős előrelépést jelent a lézertechnológiában. Ez a fejlesztés kulcsfontosságú olyan alkalmazások esetében, amelyek meghatározott hullámhossz-jellemzőket igényelnek
Folyamatos hullám és Modelocked lézerforrások
Folytonos hullámú (CW) és módzárolt kvázi-CW lézerforrások különféle hullámhosszakon, például közeli infravörös (NIR) 1064 nm-en, zöld 532 nm-nél és ultraibolya (UV) 355 nm-en, lézeres doppingolásnál, szelektív emitteres napelemeknél. A különböző hullámhosszak hatással vannak a gyártás alkalmazkodóképességére és hatékonyságára (Patel et al., 2011).
Excimer lézerek szélessávú anyagokhoz
Az UV hullámhosszon működő excimer lézerek széles sávú anyagok, például üveg és szénszál-erősítésű polimer (CFRP) feldolgozására alkalmasak, nagy pontosságot és minimális hőhatást biztosítva (Kobayashi et al., 2017).
Nd:YAG lézerek ipari alkalmazásokhoz
Az Nd:YAG lézereket hullámhossz-hangolási képességükkel az alkalmazások széles körében használják. Az 1064 nm-en és 532 nm-en is működő képességük rugalmasságot tesz lehetővé a különböző anyagok feldolgozásában. Például az 1064 nm-es hullámhossz ideális fémek mélygravírozására, míg az 532 nm-es hullámhossz kiváló minőségű felületi gravírozást biztosít műanyagokon és bevont fémeken. (Moon et al., 1999).
→Kapcsolódó termékek:CW dióda pumpás szilárdtest lézer 1064nm hullámhosszal
Nagy teljesítményű szálas lézerhegesztés
A fémek kulcslyuk-lézerhegesztésénél 1000 nm-hez közeli hullámhosszú, jó sugárminőséggel és nagy teljesítménnyel rendelkező lézereket használnak. Ezek a lézerek hatékonyan elpárologtatják és megolvasztják az anyagokat, így kiváló minőségű hegesztési varratokat készítenek (Salminen, Piili és Purtonen, 2010).
A lézeres feldolgozás integrálása más technológiákkal
A lézeres feldolgozás integrálása más gyártási technológiákkal, mint például a burkolat és a marás, hatékonyabb és sokoldalúbb gyártási rendszereket eredményezett. Ez az integráció különösen előnyös az olyan iparágakban, mint a szerszám- és szerszámgyártás, valamint a motorjavítás (Nowotny et al., 2010).
Lézeres feldolgozás a feltörekvő területeken
A lézertechnológia alkalmazása olyan feltörekvő területekre terjed ki, mint a félvezető-, kijelző- és vékonyréteg-ipar, új lehetőségeket kínálva, és javítja az anyagtulajdonságokat, a termék pontosságát és az eszközök teljesítményét (Hwang et al., 2022).
A lézeres feldolgozás jövőbeli trendjei
A lézeres feldolgozási technológia jövőbeli fejlesztései az új gyártási technikákra, a termékminőség javítására, az integrált, több anyagból álló alkatrészek tervezésére, valamint a gazdasági és eljárási előnyök fokozására összpontosítanak. Ez magában foglalja a szabályozott porozitású szerkezetek lézeres gyorsgyártását, a hibrid hegesztést és a fémlemezek lézeres profilvágását (Kukreja et al., 2013).
A lézeres megmunkálási technológia változatos alkalmazásaival és folyamatos innovációival formálja a gyártás és az anyagfeldolgozás jövőjét. Sokoldalúsága és precizitása nélkülözhetetlen eszközzé teszi a különböző iparágakban, feszegetve a hagyományos gyártási módszerek határait.
Lazov, L., Angelov, N. és Teirumnieks, E. (2019). MÓDSZER A KRITIKUS TELJESÍTMÉNYSŰRŰSÉG ELŐZETES BECSÜLÉSÉRE LÉZERTECHNOLÓGIAI FOLYAMATOKBAN.KÖRNYEZET. TECHNOLÓGIÁK. ERŐFORRÁS. Nemzetközi Tudományos és Gyakorlati Konferencia anyaga. Link
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A. és Bovatsek, J. (2011). Lézerdopping szelektív emitteres napelemek nagysebességű gyártása 532 nm-es folyamatos hullámú (CW) és módzárolt kvázi-CW lézerforrásokkal.Link
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J. és Mizoguchi, H. (2017). DUV nagy teljesítményű lézerek üveg és CFRP feldolgozására.Link
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J. és Kim, K.-S. (1999). Hatékony intracavity frekvencia megkétszerezése diffúz reflektor típusú dióda oldalsó pumpás Nd:YAG lézerrel KTP kristály segítségével.Link
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). A nagy teljesítményű szálas lézerhegesztés jellemzői.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, C rész: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Link
Majumdar, J. és Manna, I. (2013). Bevezetés a lézerrel segített anyaggyártásba.Link
Gong, S. (2012). Fejlett lézeres feldolgozási technológia vizsgálatai és alkalmazásai.Link
Yumoto, J., Torizuka, K. és Kuroda, R. (2017). Lézergyártási tesztágy és adatbázis fejlesztése lézeres anyagfeldolgozáshoz.The Review of Laser Engineering, 45, 565-570.Link
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j. és Hong, M. (2019). A lézeres feldolgozás in-situ felügyeleti technológiája.SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica. Link
Sun, H. és Flores, K. (2010). Lézerrel feldolgozott Zr-alapú ömlesztett fémes üveg mikroszerkezeti elemzése.Kohászati és anyagügyletek A. Link
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S. és Beyer, E. (2010). Integrált lézercella kombinált lézeres burkoláshoz és maráshoz.Szerelési automatizálás, 30(1), 36-38.Link
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P. és Rao, BT (2013). Feltörekvő lézeres anyagfeldolgozási technikák a jövőbeli ipari alkalmazásokhoz.Link
Hwang, E., Choi, J. és Hong, S. (2022). Feltörekvő lézerrel támogatott vákuum-eljárások az ultraprecíziós, nagy hozamú gyártáshoz.Nano léptékű. Link
Feladás időpontja: 2024. január 18