Proširujuća uloga laserske obrade u metalima, staklu i dalje

Pretplatite se na naše društvene mreže za brzu objavu

Uvod u lasersku obradu u proizvodnji

Tehnologija laserske obrade doživjela je brzi razvoj i naširoko se koristi u različitim oblastima, kao što su zrakoplovstvo, automobilska industrija, elektronika i još mnogo toga.On igra značajnu ulogu u poboljšanju kvaliteta proizvoda, produktivnosti rada i automatizacije, dok istovremeno smanjuje zagađenje i potrošnju materijala (Gong, 2012).

Laserska obrada metala i nemetalnih materijala

Primarna primjena laserske obrade u protekloj deceniji bila je u metalnim materijalima, uključujući rezanje, zavarivanje i oblaganje.Međutim, polje se širi na nemetalne materijale poput tekstila, stakla, plastike, polimera i keramike.Svaki od ovih materijala otvara mogućnosti u različitim industrijama, iako već imaju uspostavljene tehnike obrade (Yumoto et al., 2017).

Izazovi i inovacije u laserskoj obradi stakla

Staklo, sa 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 efikasnošću i grubim ivicama.Nasuprot tome, lasersko rezanje nudi efikasniju i precizniju alternativu.Ovo je posebno vidljivo u industrijama poput proizvodnje pametnih telefona, gdje se lasersko rezanje koristi za poklopce objektiva fotoaparata i velike ekrane (Ding et al., 2019).

Laserska obrada visokovrijednih vrsta stakla

Različite vrste stakla, poput optičkog stakla, kvarcnog stakla i safirnog stakla, predstavljaju jedinstvene izazove zbog svoje krhke prirode.Međutim, napredne laserske tehnike poput femtosekundnog laserskog jetkanja omogućile su preciznu obradu ovih materijala (Sun & Flores, 2010).

Utjecaj talasne dužine na laserske tehnološke procese

Talasna dužina lasera značajno utječe na proces, posebno za materijale poput konstrukcijskog čelika.Laseri koji emituju u ultraljubičastim, vidljivim, bliskim i udaljenim infracrvenim područjima analizirani su na njihovu kritičnu gustinu snage za topljenje i isparavanje (Lazov, Angelov i Teirumnieks, 2019).

Različite aplikacije zasnovane na talasnim dužinama

Izbor talasne dužine lasera nije proizvoljan, već u velikoj meri zavisi od svojstava materijala i željenog rezultata.Na primjer, UV laseri (sa kraćim talasnim dužinama) su odlični za precizno graviranje i mikromašinsku obradu, jer mogu proizvesti finije detalje.To ih čini idealnim za industriju poluvodiča i mikroelektronike.Nasuprot tome, infracrveni laseri su efikasniji za obradu debljih materijala zbog svoje mogućnosti dublje penetracije, što ih čini pogodnim za teške industrijske primjene.(Majumdar & Manna, 2013). Slično, zeleni laseri, koji obično rade na talasnoj dužini od 532 nm, nalaze svoju nišu u aplikacijama koje zahtevaju visoku preciznost sa minimalnim toplotnim uticajem.Posebno su efikasne u mikroelektronici za zadatke kao što je oblikovanje kola, u medicinskim aplikacijama za postupke kao što je fotokoagulacija i u sektoru obnovljive energije za proizvodnju solarnih ćelija.Jedinstvena talasna dužina zelenih lasera ih takođe čini pogodnim za obeležavanje i graviranje različitih materijala, uključujući plastiku i metale, gde je poželjan visok kontrast i minimalno oštećenje površine.Ova prilagodljivost zelenih lasera naglašava važnost odabira valne dužine u laserskoj tehnologiji, osiguravajući optimalne rezultate za specifične materijale i primjene.

The525nm zeleni laserje specifična vrsta laserske tehnologije koju karakteriše njegova izrazita emisija zelenog svjetla na talasnoj dužini od 525 nanometara.Zeleni laseri na ovoj talasnoj dužini nalaze primjenu u fotokoagulaciji retine, gdje su njihova velika snaga i preciznost od koristi.Oni su također potencijalno korisni u obradi materijala, posebno u poljima koja zahtijevaju preciznu i minimalnu termičku obradu.Razvoj zelenih laserskih dioda na c-ravni GaN supstratu prema dužim talasnim dužinama na 524–532 nm označava značajan napredak u laserskoj tehnologiji.Ovaj razvoj je ključan za aplikacije koje zahtevaju specifične karakteristike talasne dužine

Kontinuirani talasi i laserski izvori sa modelom

Kontinuirani talasi (CW) i kvazi-CW laserski izvori sa zaključanim modelom na različitim talasnim dužinama kao što su bliski infracrveni (NIR) na 1064 nm, zeleni na 532 nm i ultraljubičasti (UV) na 355 nm se razmatraju za solarne ćelije sa selektivnim emiterom koji dopira laser.Različite talasne dužine imaju implikacije na prilagodljivost i efikasnost proizvodnje (Patel et al., 2011).

Excimer laseri za materijale sa širokim pojasom

Excimer laseri, koji rade na UV talasnoj dužini, pogodni su za obradu materijala širokog pojasa poput stakla i polimera ojačanog ugljeničnim vlaknima (CFRP), nudeći visoku preciznost i minimalan toplotni uticaj (Kobayashi et al., 2017).

Nd:YAG laseri za industrijsku primjenu

Nd:YAG laseri, sa svojom prilagodljivošću u smislu podešavanja talasne dužine, koriste se u širokom spektru aplikacija.Njihova sposobnost da rade na 1064 nm i 532 nm omogućava fleksibilnost u obradi različitih materijala.Na primjer, talasna dužina od 1064 nm je idealna za duboko graviranje na metalima, dok talasna dužina od 532 nm obezbeđuje visokokvalitetno površinsko graviranje na plastici i obloženim metalima (Moon et al., 1999).

→Srodni proizvodi:CW laser sa pumpom u čvrstom stanju sa diodnom talasnom dužinom od 1064nm

Lasersko zavarivanje visoke snage

Laseri sa talasnim dužinama blizu 1000 nm, koji poseduju dobar kvalitet snopa i veliku snagu, koriste se u laserskom zavarivanju metala sa ključaonicama.Ovi laseri efikasno isparavaju i tope materijale, proizvodeći visokokvalitetne zavarene spojeve (Salminen, Piili i Purtonen, 2010.).

Integracija laserske obrade sa drugim tehnologijama

Integracija laserske obrade sa drugim proizvodnim tehnologijama, kao što su oblaganje i glodanje, dovela je do efikasnijih i svestranijih proizvodnih sistema.Ova integracija je posebno korisna u industrijama kao što su proizvodnja alata i kalupa i popravka motora (Nowotny et al., 2010).

Laserska obrada u novim poljima

Primjena laserske tehnologije proteže se na nova područja poput industrije poluvodiča, ekrana i tankih filmova, nudeći nove mogućnosti i poboljšavajući svojstva materijala, preciznost proizvoda i performanse uređaja (Hwang et al., 2022).

Budući trendovi u laserskoj obradi

Budući razvoj tehnologije laserske obrade fokusiran je na nove tehnike proizvodnje, poboljšanje kvaliteta proizvoda, inženjering integrisanih komponenti od više materijala i povećanje ekonomskih i proceduralnih prednosti.To uključuje lasersku brzu izradu konstrukcija s kontroliranom poroznošću, hibridno zavarivanje i lasersko rezanje profila metalnih limova (Kukreja et al., 2013).

Tehnologija laserske obrade, sa svojom raznolikom primjenom i kontinuiranim 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., & Teirumnieks, E. (2019).METODA PRELIMINARNE PROCJENE KRITIČNE GUSTOĆE SNAGE U LASERSKIM TEHNOLOŠKIM PROCESIMA.OKOLIŠ.TEHNOLOGIJE.RESURSI.Zbornik radova sa međunarodne naučno-praktične konferencije. Veza
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011).Izrada velikih brzina solarnih ćelija sa selektivnim emiterom laserskog dopinga korištenjem 532nm kontinuiranih talasa (CW) i kvazi-CW laserskih izvora sa modelom.Veza
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017).DUV laseri velike snage za obradu stakla i CFRP-a.Veza
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., i Kim, K.-S.(1999).Efikasno udvostručenje frekvencije unutar šupljine od difuznog reflektorskog tipa diode sa bočnom pumpom Nd:YAG lasera koristeći KTP kristal.Veza
Salminen, A., Piili, H. i Purtonen, T. (2010).Karakteristike laserskog zavarivanja vlakana velike snage.Zbornik radova Instituta inženjera mašinstva, deo C: časopis za mašinsko inženjerstvo, 224, 1019-1029.Veza
Majumdar, J. i Manna, I. (2013).Uvod u proizvodnju materijala uz pomoć lasera.Veza
Gong, S. (2012).Istraživanja i primjena napredne tehnologije laserske obrade.Veza
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017).Razvoj laboratorija za testiranje laserske proizvodnje i baze podataka za obradu laserskog materijala.Pregled laserskog inženjerstva, 45, 565-570.Veza
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. Veza
Sun, H. i Flores, K. (2010).Mikrostrukturna analiza laserski obrađenog metalnog stakla na bazi Zr.Metalurške i materijalne transakcije A. Veza
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010).Integrirana laserska ćelija za kombinirano lasersko oblaganje i glodanje.Automatizacija montaže, 30(1), 36-38.Veza
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013).Nove tehnike obrade laserskih materijala za buduće industrijske primjene.Veza
Hwang, E., Choi, J. i Hong, S. (2022).Novi vakuumski procesi potpomognuti laserom za ultra preciznu proizvodnju visokog prinosa.Nanoskala. Veza

 

Povezane vijesti
>> Povezani sadržaj

Vrijeme objave: Jan-18-2024