Разширяващата се роля на лазерната обработка в метали, стъкло и извън него

Абонирайте се за нашите социални медии за бърза публикация

Въведение в лазерната обработка в производството

Технологията за лазерна обработка е преживяла бързо развитие и се използва широко в различни области, като аерокосмическо, автомобилостроене, електроника и други. Той играе значителна роля за подобряване на качеството на продукта, производителността на труда и автоматизацията, като същевременно намалява замърсяването и потреблението на материали (Gong, 2012).

Лазерна обработка в метални и неметални материали

Основното приложение на лазерната обработка през последното десетилетие е в метални материали, включително рязане, заваряване и облицовка. Въпреки това, полето се разширява в неметални материали като текстил, стъкло, пластмаси, полимери и керамика. Всеки от тези материали отваря възможности в различни индустрии, въпреки че те вече са установили техники за обработка (Yumoto et al., 2017).

Предизвикателства и иновации в лазерната обработка на стъкло

Glass, с широкото си приложения в индустрии като автомобилна, строителна и електроника, представлява значителна зона за лазерна обработка. Традиционните методи за рязане на стъкло, които включват твърди сплав или диамантени инструменти, са ограничени от ниска ефективност и груби ръбове. За разлика от това, лазерното рязане предлага по -ефективна и прецизна алтернатива. Това е особено очевидно в индустриите като производството на смартфони, където лазерното рязане се използва за капаци на обектива на камерата и големи дисплейни екрани (Ding et al., 2019).

Лазерна обработка на видове стъкло с висока стойност

Различните видове стъкло, като оптично стъкло, кварцово стъкло и сапфирово стъкло, представляват уникални предизвикателства поради крехката им природа. Въпреки това, усъвършенстваните лазерни техники като фемтосекундно лазерно офорт са позволили прецизна обработка на тези материали (Sun & Flores, 2010).

Влияние на дължината на вълната върху лазерните технологични процеси

Дължината на вълната на лазера значително влияе върху процеса, особено за материали като структурна стомана. Лазерите, излъчващи се в ултравиолетови, видими, близки и далечни инфрачервени зони, са анализирани за тяхната критична плътност на мощността за топене и изпаряване (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).

Разнообразни приложения въз основа на дължините на вълните

Изборът на лазерна дължина на вълната не е произволен, но е силно зависим от свойствата на материала и желания резултат. Например, UV лазерите (с по -къси дължини на вълната) са отлични за прецизно гравиране и микромашиниране, тъй като те могат да произвеждат по -фини детайли. Това ги прави идеални за полупроводниковата и микроелектроничната индустрия. За разлика от тях, инфрачервените лазери са по -ефективни за по -дебела обработка на материали поради техните по -дълбоки възможности за проникване, което ги прави подходящи за тежки индустриални приложения. (Majumdar & Manna, 2013). Подобно, зелените лазери, обикновено работещи при дължина на вълната от 532 nm, намерят своята ниша в приложения, изискващи висока точност с минимално топлинно въздействие. Те са особено ефективни в микроелектрониката за задачи като схема за схеми, в медицински приложения за процедури като фотокоагулация и в сектора на възобновяема енергия за производство на слънчеви клетки. Уникалната дължина на вълната на зелените лазери също ги прави подходящи за маркиране и гравиране на различни материали, включително пластмаси и метали, където се желае висока контраст и минимално увреждане на повърхността. Тази адаптивност на зелените лазери подчертава значението на избора на дължина на вълната в лазерната технология, като гарантира оптимални резултати за специфични материали и приложения.

The525nm зелен лазере специфичен тип лазерна технология, характеризираща се с отчетливите му емисии на зелена светлина при дължина на вълната на 525 нанометра. Зелените лазери при тази дължина на вълната намират приложения във фотокоагулацията на ретината, където тяхната висока мощност и прецизност са от полза. Те също са потенциално полезни при обработката на материали, особено в области, които изискват точна и минимална обработка на топлинно въздействие.Развитието на зелени лазерни диоди върху субстрата на C-равнината GAN към по-дълги дължини на вълната при 524–532 nm бележи значителен напредък в лазерната технология. Това развитие е от решаващо значение за приложенията, изискващи специфични характеристики на дължината на вълната

Непрекъснати вълни и модели с лазерни източници

Непрекъснатата вълна (CW) и моделираните квази-CW лазерни източници при различни дължини на вълната като близо инфрачервени (NIR) при 1064 nm, зелени при 532 nm и ултравиолетово (UV) при 355 nm се считат за лазерни допинг селективни слънчеви клетки. Различните дължини на вълната имат отражение върху адаптивността и ефективността на производството (Patel et al., 2011).

Ексимерни лазери за широки материали за пропаст в лентата

Ексимерните лазери, работещи с дължина на вълната на UV, са подходящи за обработка на широколентови материали като полимер, подсилен с въглеродни влакна (CFRP), предлагайки висока точност и минимално топлинно въздействие (Kobayashi et al., 2017).

ND: YAG лазери за индустриални приложения

ND: YAG лазерите, с тяхната адаптивност по отношение на настройка на дължината на вълната, се използват в широк спектър от приложения. Способността им да работят както при 1064 nm, така и при 532 nm позволява гъвкавост при обработката на различни материали. Например, дължината на вълната 1064 nm е идеална за дълбоко гравиране на метали, докато дължината на вълната 532 nm осигурява висококачествена повърхностна гравиране на пластмаси и покрити метали (Moon et al., 1999).

→ Свързани продукти:CW диод-помпа с твърдо състояние лазер с дължина на вълната 1064nm

Лазерно заваряване с висока мощност

Лазерите с дължини на вълните, близки до 1000 nm, притежаващи добро качество на лъча и висока мощност, се използват при лазерно заваряване на ключодържатели за метали. Тези лазери ефективно се изпаряват и стопяват, произвеждайки висококачествени заварки (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).

Интеграция на лазерната обработка с други технологии

Интеграцията на лазерната обработка с други производствени технологии, като облицовка и фрезоване, доведе до по -ефективни и универсални производствени системи. Тази интеграция е особено полезна в индустриите като производство на инструменти и матрици и ремонт на двигатели (Nowotny et al., 2010).

Лазерна обработка в нововъзникващи полета

Прилагането на лазерна технология се простира до нововъзникващи полета като полупроводник, дисплей и тънки филмови индустрии, предлагайки нови възможности и подобряване на свойствата на материалите, прецизността на продукта и производителността на устройството (Hwang et al., 2022).

Бъдещи тенденции в лазерната обработка

Бъдещите разработки в технологията за лазерна обработка са фокусирани върху нови техники за производство, подобряване на качествата на продукта, инженерни интегрирани многоматериални компоненти и подобряване на икономическите и процедурни ползи. Това включва лазерно бързо производство на конструкции с контролирана порьозност, хибридно заваряване и рязане на лазерно профил на метални листове (Kukreja et al., 2013).

Технологията за лазерна обработка, със своите разнообразни приложения и непрекъснати иновации, оформя бъдещето на производството и обработката на материали. Неговата гъвкавост и прецизност го правят незаменим инструмент в различни индустрии, прокарвайки границите на традиционните производствени методи.

Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). Метод за предварителна оценка на критичната плътност на мощността в лазерните технологични процеси.Околна среда. Технологии. Ресурси. Произведения на Международната научна и практическа конференция. Връзка
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Високоскоростно производство на лазерни допинг селективни слънчеви клетки, използващи 532Nm непрекъсната вълна (CW) и модели с лазерни източници на Quasi-CW.Връзка
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV лазери с висока мощност за стъкло и CFRP.Връзка
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Ефективна честота на вътрекавита, удвояване от дифузен отражателен диоден диоден, помпиран ND: YAG лазер, използващ KTP кристал.Връзка
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Характеристиките на лазерното заваряване с висока мощност.Протоколи на институцията на механичните инженери, част В: Списание за наука за машиностроене, 224, 1019-1029.Връзка
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Въведение в лазерно подпомаганото производство на материали.Връзка
Gong, S. (2012). Изследвания и приложения на модерна технология за лазерна обработка.Връзка
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Разработване на лазерно производство на тестово легло и база данни за лазерна материали за обработка.Прегледът на лазерното инженерство, 45, 565-570.Връзка
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Напредък в технологията за мониторинг на място за лазерна обработка.Scientia Sinica Physica, Mechanica & Astromonica. Връзка
Sun, H., & Flores, K. (2010). Микроструктурен анализ на лазерно обработено ZR-основно метално стъкло.Металургични и материали транзакции a. Връзка
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Интегрирана лазерна клетка за комбинирана лазерна облицовка и смилане.Автоматизация на монтажа, 30(1), 36-38.Връзка
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Възникващи техники за обработка на лазерни материали за бъдещи индустриални приложения.Връзка
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Възникващи вакуумни процеси с лазерно подпомагане за ултра прецизно, високодостъпно производство.Наноразмер. Връзка

 

Свързани новини
>> Свързано съдържание

Време за публикация: януари-18-2024