ლაზერული დამუშავების მზარდი როლი ლითონებში, მინასა და სხვა დარგებში

გამოიწერეთ ჩვენი სოციალური ქსელები სწრაფი პოსტებისთვის

ლაზერული დამუშავების შესავალი წარმოებაში

ლაზერული დამუშავების ტექნოლოგიამ სწრაფი განვითარება განიცადა და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა აერონავტიკა, საავტომობილო ინდუსტრია, ელექტრონიკა და სხვა. ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს პროდუქტის ხარისხის, შრომის პროდუქტიულობისა და ავტომატიზაციის გაუმჯობესებაში, ამავდროულად ამცირებს დაბინძურებას და მასალების მოხმარებას (გონგი, 2012).

ლაზერული დამუშავება ლითონებსა და არალითონურ მასალებში

ბოლო ათწლეულის განმავლობაში ლაზერული დამუშავების ძირითადი გამოყენება ლითონის მასალებში იყო, მათ შორის ჭრაში, შედუღებასა და მოპირკეთებაში. თუმცა, ეს სფერო ფართოვდება არალითონურ მასალებში, როგორიცაა ტექსტილი, მინა, პლასტმასი, პოლიმერები და კერამიკა. თითოეული ეს მასალა შესაძლებლობებს ქმნის სხვადასხვა ინდუსტრიაში, თუმცა მათ უკვე აქვთ დამკვიდრებული დამუშავების ტექნიკა (იუმოტოს და სხვ., 2017).

მინის ლაზერული დამუშავების გამოწვევები და ინოვაციები

მინა, რომელსაც ფართო გამოყენება აქვს ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა საავტომობილო, სამშენებლო და ელექტრონიკა, ლაზერული დამუშავების მნიშვნელოვან სფეროს წარმოადგენს. მინის ჭრის ტრადიციული მეთოდები, რომლებიც მოიცავს მყარი შენადნობის ან ალმასის ხელსაწყოებს, შეზღუდულია დაბალი ეფექტურობითა და უხეში კიდეებით. ამის საპირისპიროდ, ლაზერული ჭრა უფრო ეფექტურ და ზუსტ ალტერნატივას გვთავაზობს. ეს განსაკუთრებით აშკარაა ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა სმარტფონების წარმოება, სადაც ლაზერული ჭრა გამოიყენება კამერის ლინზების საფარისა და დიდი ეკრანებისთვის (Ding et al., 2019).

მაღალი ღირებულების მინის ტიპების ლაზერული დამუშავება

სხვადასხვა ტიპის მინა, როგორიცაა ოპტიკური მინა, კვარცის მინა და საფირონის მინა, თავისი მყიფეობის გამო უნიკალურ სირთულეებს წარმოადგენს. თუმცა, მოწინავე ლაზერულმა ტექნიკებმა, როგორიცაა ფემტოწამიანი ლაზერული გრავირება, ამ მასალების ზუსტი დამუშავების საშუალება მოგვცა (Sun & Flores, 2010).

ტალღის სიგრძის გავლენა ლაზერულ ტექნოლოგიურ პროცესებზე

ლაზერის ტალღის სიგრძე მნიშვნელოვნად მოქმედებს პროცესზე, განსაკუთრებით ისეთი მასალებისთვის, როგორიცაა კონსტრუქციული ფოლადი. ულტრაიისფერ, ხილულ, ახლო და შორეულ ინფრაწითელ არეალში გამოსხივებული ლაზერები გაანალიზებულია დნობისა და აორთქლებისთვის მათი კრიტიკული სიმძლავრის სიმკვრივის დასადგენად (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).

ტალღის სიგრძეებზე დაფუძნებული მრავალფეროვანი გამოყენება

ლაზერის ტალღის სიგრძის არჩევანი არ არის თვითნებური, არამედ დიდად არის დამოკიდებული მასალის თვისებებსა და სასურველ შედეგზე. მაგალითად, ულტრაიისფერი ლაზერები (მოკლე ტალღის სიგრძით) შესანიშნავია ზუსტი გრავირებისა და მიკროდამუშავებისთვის, რადგან მათ შეუძლიათ უფრო წვრილი დეტალების მიღება. ეს მათ იდეალურს ხდის ნახევარგამტარული და მიკროელექტრონული ინდუსტრიებისთვის. ამის საპირისპიროდ, ინფრაწითელი ლაზერები უფრო ეფექტურია სქელი მასალების დამუშავებისთვის მათი ღრმა შეღწევადობის შესაძლებლობების გამო, რაც მათ შესაფერისს ხდის მძიმე სამრეწველო გამოყენებისთვის. (მაჯუმდარი და მანა, 2013). ანალოგიურად, მწვანე ლაზერები, რომლებიც ჩვეულებრივ მუშაობენ 532 ნმ ტალღის სიგრძეზე, პოულობენ თავიანთ ნიშას იმ აპლიკაციებში, რომლებიც მოითხოვენ მაღალ სიზუსტეს მინიმალური თერმული ზემოქმედებით. ისინი განსაკუთრებით ეფექტურია მიკროელექტრონიკაში ისეთი ამოცანებისთვის, როგორიცაა წრედის ნიმუშირება, სამედიცინო აპლიკაციებში ისეთი პროცედურებისთვის, როგორიცაა ფოტოკოაგულაცია და განახლებადი ენერგიის სექტორში მზის უჯრედების დამზადებისთვის. მწვანე ლაზერების უნიკალური ტალღის სიგრძე ასევე ხდის მათ შესაფერისს სხვადასხვა მასალების, მათ შორის პლასტმასის და ლითონების მარკირებისა და გრავირებისთვის, სადაც სასურველია მაღალი კონტრასტი და მინიმალური ზედაპირის დაზიანება. მწვანე ლაზერების ეს ადაპტირება ხაზს უსვამს ტალღის სიგრძის შერჩევის მნიშვნელობას ლაზერულ ტექნოლოგიაში, რაც უზრუნველყოფს ოპტიმალურ შედეგებს კონკრეტული მასალებისა და გამოყენებისთვის.

ის525 ნმ მწვანე ლაზერიარის ლაზერული ტექნოლოგიის სპეციფიკური ტიპი, რომელიც ხასიათდება 525 ნანომეტრის ტალღის სიგრძეზე მწვანე სინათლის გამოსხივებით. ამ ტალღის სიგრძეზე მწვანე ლაზერები გამოიყენება ბადურის ფოტოკოაგულაციაში, სადაც მათი მაღალი სიმძლავრე და სიზუსტე სასარგებლოა. ისინი ასევე პოტენციურად სასარგებლოა მასალების დამუშავებაში, განსაკუთრებით იმ სფეროებში, რომლებიც საჭიროებენ ზუსტ და მინიმალურ თერმულ დარტყმით დამუშავებას..მწვანე ლაზერული დიოდების განვითარება C-სიბრტყის GaN სუბსტრატზე 524–532 ნმ-ზე უფრო გრძელი ტალღის სიგრძის მიმართულებით ლაზერული ტექნოლოგიის მნიშვნელოვან წინსვლას წარმოადგენს. ეს განვითარება გადამწყვეტია იმ აპლიკაციებისთვის, რომლებიც სპეციფიკურ ტალღის სიგრძეს მოითხოვს.

უწყვეტი ტალღის და მოდელირებული ლაზერული წყაროები

ლაზერული დოპირების სელექციური ემიტერის მზის უჯრედებისთვის განიხილება უწყვეტი ტალღის (CW) და მოდელირებული კვაზი-CW ლაზერული წყაროები სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე, როგორიცაა ახლო ინფრაწითელი (NIR) 1064 ნმ-ზე, მწვანე 532 ნმ-ზე და ულტრაიისფერი (UV) 355 ნმ-ზე. სხვადასხვა ტალღის სიგრძე გავლენას ახდენს წარმოების ადაპტირებადობასა და ეფექტურობაზე (Patel et al., 2011).

ფართოზოლოვანი უფსკრულის მასალებისთვის განკუთვნილი ექსციმერული ლაზერები

ულტრაიისფერი ტალღის სიგრძეზე მომუშავე ექსიმერული ლაზერები შესაფერისია ფართო ზონის მქონე მასალების, როგორიცაა მინა და ნახშირბადის ბოჭკოვანით გამაგრებული პოლიმერი (CFRP), დასამუშავებლად, რაც უზრუნველყოფს მაღალ სიზუსტეს და მინიმალურ თერმულ ზემოქმედებას (კობაიაში და სხვ., 2017).

Nd:YAG ლაზერები სამრეწველო გამოყენებისთვის

Nd:YAG ლაზერები, ტალღის სიგრძის რეგულირების თვალსაზრისით მათი ადაპტირების უნარით, გამოიყენება ფართო სპექტრის აპლიკაციებში. მათი მუშაობის უნარი, როგორც 1064 ნმ, ასევე 532 ნმ-ზე, საშუალებას იძლევა მოქნილ იქნას სხვადასხვა მასალის დამუშავება. მაგალითად, 1064 ნმ ტალღის სიგრძე იდეალურია ლითონებზე ღრმა გრავირებისთვის, ხოლო 532 ნმ ტალღის სიგრძე უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის ზედაპირულ გრავირებას პლასტმასებსა და დაფარულ ლითონებზე (Moon et al., 1999).

→ მსგავსი პროდუქტები:CW დიოდური ტუმბოს მყარი მდგომარეობის ლაზერი 1064 ნმ ტალღის სიგრძით

მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერული შედუღება

ლითონების ლაზერული შედუღებისთვის გამოიყენება 1000 ნმ-თან ახლოს მდებარე ტალღის სიგრძის ლაზერები, რომლებსაც აქვთ კარგი სხივის ხარისხი და მაღალი სიმძლავრე. ეს ლაზერები ეფექტურად აორთქლებენ და დნობენ მასალებს, რაც უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის შედუღებას (სალმინენი, პიილი და პურტონენი, 2010).

ლაზერული დამუშავების სხვა ტექნოლოგიებთან ინტეგრაცია

ლაზერული დამუშავების სხვა წარმოების ტექნოლოგიებთან, როგორიცაა მოპირკეთება და ფრეზირება, ინტეგრაციამ განაპირობა უფრო ეფექტური და მრავალმხრივი წარმოების სისტემების შექმნა. ეს ინტეგრაცია განსაკუთრებით სასარგებლოა ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა ხელსაწყოებისა და შტამპების წარმოება და ძრავების შეკეთება (ნოვოტნი და სხვ., 2010).

ლაზერული დამუშავება ახალ სფეროებში

ლაზერული ტექნოლოგიის გამოყენება ვრცელდება ისეთ ახალ სფეროებში, როგორიცაა ნახევარგამტარების, დისპლეების და თხელი ფირების ინდუსტრია, რაც ახალ შესაძლებლობებს გვთავაზობს და აუმჯობესებს მასალების თვისებებს, პროდუქტის სიზუსტეს და მოწყობილობის მუშაობას (ჰვანგი და სხვ., 2022).

ლაზერული დამუშავების მომავალი ტენდენციები

ლაზერული დამუშავების ტექნოლოგიის სამომავლო განვითარება ფოკუსირებულია წარმოების ახალ ტექნიკაზე, პროდუქტის ხარისხის გაუმჯობესებაზე, ინტეგრირებულ მრავალმასშტაბიან კომპონენტებზე და ეკონომიკური და პროცედურული სარგებლის გაზრდაზე. ეს მოიცავს კონტროლირებადი ფორიანობის მქონე სტრუქტურების ლაზერით სწრაფ წარმოებას, ჰიბრიდულ შედუღებას და ლითონის ფურცლების ლაზერული პროფილის ჭრას (კუკრეჯა და სხვ., 2013).

ლაზერული დამუშავების ტექნოლოგია, თავისი მრავალფეროვანი გამოყენებითა და უწყვეტი ინოვაციებით, ქმნის წარმოებისა და მასალების დამუშავების მომავალს. მისი მრავალფეროვნება და სიზუსტე მას სხვადასხვა ინდუსტრიაში შეუცვლელ ინსტრუმენტად აქცევს და ტრადიციული წარმოების მეთოდების საზღვრებს აფართოებს.

ლაზოვი, ლ., ანგელოვი, ნ. და ტეირუმნიეკსი, ე. (2019). ლაზერული ტექნოლოგიური პროცესების კრიტიკული სიმძლავრის სიმკვრივის წინასწარი შეფასების მეთოდი.გარემო. ტექნოლოგიები. რესურსები. საერთაშორისო სამეცნიერო და პრაქტიკული კონფერენციის მასალები. ბმული
პატელი, რ., ვენჰემი, ს., ტიაჰჯონო, ბ., ჰალამი, ბ., სუგიანტო, ა. და ბოვაცეკი, ჯ. (2011). ლაზერული დოპირების შერჩევითი ემიტერის მზის უჯრედების მაღალსიჩქარიანი დამზადება 532 ნმ უწყვეტი ტალღის (CW) და მოდელირებული კვაზი-CW ლაზერული წყაროების გამოყენებით.ბმული
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV მაღალი სიმძლავრის ლაზერების დამუშავება მინის და CFRP-სთვის.ბმული
მუნი, ჰ., იი, ჯ., რი, ი., ჩა, ბ., ლი, ჯ. და კიმი, კ.-ს. (1999). ღრუშიდა სიხშირის ეფექტური გაორმაგება დიფუზიური რეფლექტორული ტიპის დიოდური გვერდითი ტუმბოთი Nd:YAG ლაზერის გამოყენებით KTP კრისტალის გამოყენებით.ბმული
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერული შედუღების მახასიათებლები.მექანიკური ინჟინრების ინსტიტუტის შრომები, ნაწილი C: მექანიკური ინჟინერიის მეცნიერების ჟურნალი, 224, 1019-1029.ბმული
მაჯუმდარი, ჯ. და მანა, ი. (2013). შესავალი მასალების ლაზერით დამზადებაში.ბმული
გონგი, ს. (2012). ლაზერული დამუშავების მოწინავე ტექნოლოგიის კვლევები და გამოყენება.ბმული
იუმოტო, ჯ., ტორიზუკა, კ. და კუროდა, რ. (2017). ლაზერული მასალების დამუშავებისთვის ლაზერული წარმოების სატესტო პლატფორმისა და მონაცემთა ბაზის შემუშავება.ლაზერული ინჟინერიის მიმოხილვა, 45, 565-570.ბმული
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). მიიღწევა ლაზერული დამუშავების ადგილზე მონიტორინგის ტექნოლოგიაში.SCIENTIA SINICA ფიზიკა, მექანიკა და ასტრონომია. ბმული
სან, ჰ. და ფლორესი, კ. (2010). ლაზერით დამუშავებული Zr-ზე დაფუძნებული მოცულობითი მეტალის მინის მიკროსტრუქტურული ანალიზი.მეტალურგიული და მასალების გარიგებები A. ბმული
ნოვოტნი, ს., მიუნსტერი, რ., შარეკი, ს. და ბეიერი, ე. (2010). ინტეგრირებული ლაზერული უჯრედი კომბინირებული ლაზერული საფარისა და ფრეზირებისთვის.ასამბლეის ავტომატიზაცია, 30(1), 36-38.ბმული
კუკრეჯა, ლ.მ., კაული, რ., პოლი, ს., განეში, პ. და რაო, ბ.ტ. (2013). ლაზერული მასალების დამუშავების ახალი ტექნიკები მომავალი სამრეწველო გამოყენებისთვის.ბმული
ჰვანგი, ე., ჩოი, ჯ. და ჰონგი, ს. (2022). ლაზერით დახმარებული ვაკუუმური პროცესების ახალი ვერსიები ულტრაზუსტი, მაღალი მოსავლიანობის წარმოებისთვის.ნანომასშტაბი. ბმული

 

დაკავშირებული სიახლეები
>> დაკავშირებული კონტენტი

გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 18 იანვარი