برای ارسال سریع در رسانه های اجتماعی ما مشترک شوید
آشنایی با پردازش لیزر در ساخت
فناوری پردازش لیزر توسعه سریع را تجربه کرده و در زمینه های مختلف مانند هوافضا ، خودرو ، الکترونیک و موارد دیگر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. این نقش مهمی در بهبود کیفیت محصول ، بهره وری نیروی کار و اتوماسیون دارد ، ضمن کاهش آلودگی و مصرف مواد (گونگ ، 2012).
پردازش لیزر در مواد فلزی و غیر فلزی
کاربرد اصلی پردازش لیزر در دهه گذشته در مواد فلزی از جمله برش ، جوشکاری و روکش است. با این حال ، این زمینه به مواد غیر فلزی مانند منسوجات ، شیشه ، پلاستیک ، پلیمرها و سرامیک در حال گسترش است. هر یک از این مواد فرصت هایی را در صنایع مختلف باز می کند ، اگرچه آنها قبلاً تکنیک های پردازش را ایجاد کرده اند (یوموتو و همکاران ، 2017).
چالش ها و نوآوری ها در پردازش لیزر شیشه
شیشه با کاربردهای گسترده خود در صنایعی مانند خودرو ، ساخت و ساز و الکترونیک ، منطقه قابل توجهی برای پردازش لیزر را نشان می دهد. روشهای سنتی برش شیشه ای ، که شامل ابزارهای آلیاژ یا الماس سخت است ، با راندمان پایین و لبه های خشن محدود می شوند. در مقابل ، برش لیزر جایگزین کارآمدتر و دقیق تری ارائه می دهد. این امر به ویژه در صنایعی مانند تولید تلفن های هوشمند مشهود است ، جایی که از برش لیزر برای پوشش های لنز دوربین و صفحه نمایش های بزرگ استفاده می شود (دینگ و همکاران ، 2019).
پردازش لیزر از انواع شیشه ای با ارزش بالا
انواع مختلف شیشه ، مانند شیشه نوری ، شیشه کوارتز و شیشه یاقوت کبود ، به دلیل ماهیت شکننده آنها ، چالش های منحصر به فردی را نشان می دهد. با این حال ، تکنیک های لیزر پیشرفته مانند اچینگ لیزر Femtosecond ، پردازش دقیق این مواد را فعال کرده است (Sun & Flores ، 2010).
تأثیر طول موج بر فرآیندهای فناوری لیزر
طول موج لیزر به طور قابل توجهی بر فرایند تأثیر می گذارد ، به خصوص برای موادی مانند فولاد سازه. لیزرهای ساطع شده در مناطق مادون قرمز ماوراء بنفش ، قابل مشاهده ، نزدیک و دور ، به دلیل چگالی قدرت بحرانی آنها برای ذوب و تبخیر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند (لازوف ، آنجلوف ، و Teirumnieks ، 2019).
برنامه های متنوع بر اساس طول موج
انتخاب طول موج لیزر دلخواه نیست اما به خصوصیات مواد و نتیجه مورد نظر بسیار وابسته است. به عنوان مثال ، لیزرهای UV (با طول موج های کوتاه تر) برای حکاکی دقیق و ریزگردها بسیار عالی هستند ، زیرا می توانند جزئیات دقیق تری تولید کنند. این امر آنها را برای صنایع نیمه هادی و میکروالکترونیک ایده آل می کند. در مقابل ، لیزرهای مادون قرمز به دلیل قابلیت نفوذ عمیق تر ، برای پردازش مواد ضخیم تر کارآمدتر هستند و باعث می شوند آنها برای کاربردهای سنگین صنعتی مناسب باشند. (Majumdar & Manna ، 2013). به طور کلی ، لیزرهای سبز ، که به طور معمول در طول موج 532 نانومتر کار می کنند ، طاقچه های خود را در برنامه هایی پیدا می کنند که نیاز به دقت بالایی با حداقل تأثیر حرارتی دارند. آنها به ویژه در میکروالکترونیک برای کارهایی مانند الگوی مدار ، در کاربردهای پزشکی برای رویه هایی مانند فتوکواگولاسیون و در بخش انرژی تجدید پذیر برای ساخت سلول های خورشیدی مؤثر هستند. طول موج منحصر به فرد لیزرهای سبز همچنین باعث می شود آنها برای علامت گذاری و حک کردن مواد متنوع از جمله پلاستیک و فلزات مناسب باشند ، جایی که کنتراست بالا و حداقل آسیب سطح مورد نظر است. این سازگاری لیزرهای سبز بر اهمیت انتخاب طول موج در فناوری لیزر تأکید می کند و از نتایج بهینه برای مواد و برنامه های خاص اطمینان می دهد.
درلیزر سبز 525 نیوتن متریک نوع خاص از فناوری لیزر است که با انتشار نور سبز مجزا آن در طول موج 525 نانومتر مشخص می شود. لیزرهای سبز در این طول موج برنامه هایی را در فتوکئوژولاسیون شبکیه پیدا می کنند ، جایی که قدرت و دقت بالا آنها مفید است. آنها همچنین به طور بالقوه در پردازش مواد مفید هستند ، به ویژه در زمینه هایی که نیاز به پردازش تأثیر حرارتی دقیق و حداقل دارند.توسعه دیودهای لیزر سبز بر روی بستر GAN C-Plane به سمت طول موج های طولانی تر در 524-532 نانومتر ، پیشرفت قابل توجهی در فناوری لیزر دارد. این توسعه برای برنامه هایی که به خصوصیات خاص طول موج نیاز دارند بسیار مهم است
موج مداوم و منابع لیزر مدل
موج مداوم (CW) و منابع لیزر شبه CW در طول موجهای مختلف مانند مادون قرمز نزدیک (NIR) در 1064 نانومتر ، سبز در 532 نانومتر ، و ماوراء بنفش (UV) در 355 نانومتر برای سلولهای خورشیدی سالاری انتخابی لیزر در نظر گرفته شده است. طول موج های مختلف پیامدهایی برای سازگاری و کارآیی تولید دارد (پاتل و همکاران ، 2011).
لیزرهای Excimer برای مواد شکاف گسترده باند
لیزرهای Excimer ، که با طول موج UV کار می کنند ، برای پردازش مواد باند پهن مانند شیشه و پلیمر تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) مناسب هستند و دارای دقت بالایی و حداقل تأثیر حرارتی هستند (کوبایاشی و همکاران ، 2017).
ND: لیزرهای YAG برای کاربردهای صنعتی
ND: لیزرهای YAG ، با سازگاری آنها از نظر تنظیم طول موج ، در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده می شوند. توانایی آنها در هر دو 1064 نانومتر و 532 نانومتر امکان انعطاف پذیری در پردازش مواد مختلف را فراهم می کند. به عنوان مثال ، طول موج 1064 نانومتر برای حکاکی عمیق بر روی فلزات ایده آل است ، در حالی که طول موج 532 نانومتر حکاکی سطح با کیفیت بالا بر روی پلاستیک و فلزات روکش شده را فراهم می کند. (مون و همکاران ، 1999).
products محصولات مرتبطلیزر حالت جامد با پمپ دیود CW با طول موج 1064 نیوتن متر
جوشکاری فیبر با قدرت بالا
از لیزرهای دارای طول موج نزدیک به 1000 نانومتر ، دارای کیفیت پرتو خوب و قدرت بالا ، در جوشکاری لیزر سوراخ کلید برای فلزات استفاده می شود. این لیزرها به طور موثری مواد را تبخیر و ذوب می کنند و جوش های با کیفیت بالا تولید می کنند (Salminen ، Piili ، & Purtonen ، 2010).
ادغام پردازش لیزر با سایر فناوری ها
ادغام پردازش لیزر با سایر فن آوری های تولیدی مانند روکش و فرز ، منجر به سیستم های تولید کارآمدتر و همه کاره شده است. این ادغام به ویژه در صنایعی مانند تولید ابزار و قالب و تعمیر موتور مفید است (نووتنی و همکاران ، 2010).
پردازش لیزر در زمینه های نوظهور
استفاده از فناوری لیزر در زمینه های نوظهور مانند نیمه هادی ، نمایشگر و صنایع فیلم نازک گسترش می یابد و قابلیت های جدید و بهبود خصوصیات مواد ، دقت محصول و عملکرد دستگاه را ارائه می دهد (هوانگ و همکاران ، 2022).
روندهای آینده در پردازش لیزر
تحولات آینده در فناوری پردازش لیزر بر تکنیک های جدید ساخت ، بهبود کیفیت محصول ، مؤلفه های چند ماده ای یکپارچه مهندسی و افزایش مزایای اقتصادی و رویه ای متمرکز شده است. این شامل ساخت سریع لیزر سازه هایی با تخلخل کنترل شده ، جوشکاری ترکیبی و برش پروفایل لیزر ورق های فلزی است (Kukreja et al. ، 2013).
فناوری پردازش لیزر ، با کاربردهای متنوع و نوآوری های مداوم ، آینده تولید و پردازش مواد را شکل می دهد. تطبیق پذیری و دقت آن ، آن را به ابزاری ضروری در صنایع مختلف تبدیل کرده و مرزهای روشهای تولید سنتی را تحت فشار قرار می دهد.
Lazov ، L. ، Angelov ، N. ، & Teirumnieks ، E. (2019). روش برای برآورد اولیه چگالی قدرت بحرانی در فرآیندهای فناوری لیزر.محیط فن آوری ها منابع مجموعه مقالات کنفرانس علمی و عملی بین المللی. پیوند
Patel ، R. ، Wenham ، S. ، Tjahjono ، B. ، Hallam ، B. ، Sugianto ، A. ، & Bovatsek ، J. (2011). ساخت سرعت بالا سلولهای خورشیدی با استفاده از لیزر دوپینگ انتخابی با استفاده از موج مداوم 532 نانومتر (CW) و منابع لیزر شبه CW مدل.پیوند
Kobayashi ، M. ، Kakizaki ، K. ، Oizumi ، H. ، Mimura ، T. ، Fujimoto ، J. ، & Mizoguchi ، H. (2017). پردازش لیزرهای قدرت بالا DUV برای شیشه و CFRP.پیوند
Moon ، H. ، Yi ، J. ، Rhee ، Y. ، Cha ، B. ، Lee ، J. ، & Kim ، K.-S. (1999). فرکانس داخل جمعی کارآمد دو برابر شدن از یک لیزر جانبی دیود از نوع بازتابنده دیود: yag با استفاده از کریستال KTP.پیوند
Salminen ، A. ، Piili ، H. ، & Purtonen ، T. (2010). ویژگی های جوشکاری لیزر فیبر بالا.مجموعه مقالات موسسه مهندسان مکانیک ، قسمت C: مجله علوم مهندسی مکانیک ، 224، 1019-1029.پیوند
Majumdar ، J. ، & Manna ، I. (2013). آشنایی با ساخت لیزر به کمک مواد.پیوند
گونگ ، س. (2012). تحقیقات و کاربردهای فناوری پیشرفته پردازش لیزر.پیوند
Yumoto ، J. ، Torizuka ، K. ، & Kuroda ، R. (2017). توسعه بستر و پایگاه داده تست لیزر تولید لیزر برای پردازش لیزر.بررسی مهندسی لیزر ، 45، 565-570.پیوند
Ding ، Y. ، Xue ، Y. ، Pang ، J. ، Yang ، L.-J. ، & Hong ، M. (2019). پیشرفت در فناوری نظارت در محل برای پردازش لیزر.Scientia Sinica Physica ، Mechanica و Astronomica. پیوند
Sun ، H. ، & Flores ، K. (2010). تجزیه و تحلیل ریزساختاری یک لیوان فلزی فله مبتنی بر لیزر Zr.معاملات متالورژی و مواد. پیوند
Nowotny ، S. ، Muenster ، R. ، Scharek ، S. ، & Beyer ، E. (2010). سلول لیزر یکپارچه برای روکش لیزر ترکیبی و فرز.اتوماسیون مونتاژ ، 30(1) ، 36-38.پیوند
Kukreja ، LM ، Kaul ، R. ، Paul ، C. ، Ganesh ، P. ، & Rao ، BT (2013). تکنیک های پردازش مواد لیزر در حال ظهور برای کاربردهای صنعتی آینده.پیوند
Hwang ، E. ، Choi ، J. ، & Hong ، S. (2022). فرآیندهای خلاء به کمک لیزر در حال ظهور برای تولید بسیار دقیق و با بازده بالا.نانولوله. پیوند
زمان پست: ژانویه 18-2024