Նորություններ - Լազերային մշակում մետաղների, ապակու և այլ ոլորտներում

Բաժանորդագրվեք մեր սոցիալական մեդիայիը՝ արագ գրառման համար

Լազերային մշակման ներածություն արտադրության մեջ

Լազերային մշակման տեխնոլոգիան արագ զարգացում է ապրել և լայնորեն կիրառվում է տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են օդատիեզերական, ավտոմոբիլաշինությունը, էլեկտրոնիկան և այլն: Այն զգալի դեր է խաղում արտադրանքի որակի, աշխատանքի արտադրողականության և ավտոմատացման բարելավման գործում՝ միաժամանակ նվազեցնելով աղտոտվածությունը և նյութերի սպառումը (Gong, 2012):

Լազերային մշակում մետաղական և ոչ մետաղական նյութերում

Վերջին տասնամյակում լազերային մշակման առաջնային կիրառումը եղել է մետաղական նյութերում, ներառյալ կտրումը, եռակցումը և երեսպատումը: Այնուամենայնիվ, ոլորտը ընդլայնվում է ոչ մետաղական նյութերի, ինչպիսիք են տեքստիլը, ապակին, պլաստմասսա, պոլիմերները և կերամիկաները: Այս նյութերից յուրաքանչյուրը հնարավորություններ է բացում արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում, չնայած նրանք արդեն ունեն մշակման մշակման մեթոդներ (Yumoto et al., 2017):

Մարտահրավերներ և նորարարություններ ապակու լազերային մշակման մեջ

Ապակին, իր լայն կիրառություններով այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ավտոմոբիլաշինությունը, շինարարությունը և էլեկտրոնիկան, հանդիսանում է լազերային մշակման զգալի տարածք: Ապակու կտրման ավանդական մեթոդները, որոնք ներառում են կոշտ համաձուլվածքի կամ ալմաստե գործիքներ, սահմանափակված են ցածր արդյունավետությամբ և կոպիտ եզրերով: Ի հակադրություն, լազերային կտրումն առաջարկում է ավելի արդյունավետ և ճշգրիտ այլընտրանք: Սա հատկապես ակնհայտ է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են սմարթֆոնների արտադրությունը, որտեղ լազերային կտրումը օգտագործվում է տեսախցիկի ոսպնյակների կափարիչների և մեծ էկրանների համար (Ding et al., 2019):

Բարձրարժեք ապակու տեսակների լազերային մշակում

Ապակիների տարբեր տեսակներ, ինչպիսիք են օպտիկական ապակիները, քվարցային ապակիները և շափյուղա ապակիները, ներկայացնում են եզակի մարտահրավերներ իրենց փխրուն բնույթի պատճառով: Այնուամենայնիվ, առաջադեմ լազերային տեխնիկան, ինչպիսին է ֆեմտովայրկյան լազերային փորագրումը, թույլ են տվել այս նյութերի ճշգրիտ մշակումը (Sun & Flores, 2010):

Ալիքի երկարության ազդեցությունը լազերային տեխնոլոգիական գործընթացների վրա

Լազերի ալիքի երկարությունը զգալիորեն ազդում է գործընթացի վրա, հատկապես այնպիսի նյութերի համար, ինչպիսիք են կառուցվածքային պողպատը: Ուլտրամանուշակագույն, տեսանելի, մոտ և հեռավոր ինֆրակարմիր տարածքներում արձակող լազերները վերլուծվել են հալման և գոլորշիացման համար նրանց կրիտիկական հզորության խտության համար (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019):

Տարբեր հավելվածներ՝ հիմնված ալիքի երկարությունների վրա

Լազերային ալիքի երկարության ընտրությունը կամայական չէ, բայց մեծապես կախված է նյութի հատկություններից և ցանկալի արդյունքից: Օրինակ, ուլտրամանուշակագույն լազերները (ավելի կարճ ալիքի երկարություններով) գերազանց են ճշգրիտ փորագրման և միկրոհաստոցների համար, քանի որ դրանք կարող են ավելի նուրբ մանրամասներ ստեղծել: Սա նրանց դարձնում է իդեալական կիսահաղորդչային և միկրոէլեկտրոնիկայի արդյունաբերության համար: Ի հակադրություն, ինֆրակարմիր լազերներն ավելի արդյունավետ են նյութի ավելի հաստ մշակման համար՝ շնորհիվ իրենց խորը ներթափանցման հնարավորությունների, ինչը նրանց հարմար է դարձնում ծանր արդյունաբերական կիրառությունների համար: (Majumdar & Manna, 2013): Նմանապես, կանաչ լազերները, որոնք սովորաբար գործում են 532 նմ ալիքի երկարության վրա, գտնում են իրենց տեղը կիրառություններում, որոնք պահանջում են բարձր ճշգրտություն նվազագույն ջերմային ազդեցությամբ: Դրանք հատկապես արդյունավետ են միկրոէլեկտրոնիկայի մեջ այնպիսի առաջադրանքների համար, ինչպիսին է շղթայի ձևավորումը, բժշկական կիրառություններում այնպիսի պրոցեդուրաների համար, ինչպիսին է ֆոտոկոագուլյացիան, և վերականգնվող էներգիայի ոլորտում՝ արևային բջիջների արտադրության համար: Կանաչ լազերների յուրահատուկ ալիքի երկարությունը դրանք նաև հարմար է դարձնում տարբեր նյութերի նշագծման և փորագրման համար, ներառյալ պլաստմասսա և մետաղներ, որտեղ ցանկալի է բարձր հակադրություն և մակերեսի նվազագույն վնաս: Կանաչ լազերների այս հարմարվողականությունը ընդգծում է լազերային տեխնոլոգիայի մեջ ալիքի երկարության ընտրության կարևորությունը՝ ապահովելով օպտիմալ արդյունքներ կոնկրետ նյութերի և կիրառությունների համար:

Այն525 նմ կանաչ լազերԼազերային տեխնոլոգիայի հատուկ տեսակ է, որը բնութագրվում է 525 նանոմետր ալիքի երկարությամբ կանաչ լույսի հստակ արտանետմամբ: Այս ալիքի երկարությամբ կանաչ լազերները կիրառություն են գտնում ցանցաթաղանթի ֆոտոկոագուլյացիայի մեջ, որտեղ նրանց բարձր հզորությունն ու ճշգրտությունը օգտակար են: Դրանք նաև պոտենցիալ օգտակար են նյութերի մշակման համար, մասնավորապես այն ոլորտներում, որոնք պահանջում են ճշգրիտ և նվազագույն ջերմային ազդեցության մշակում.Կանաչ լազերային դիոդների զարգացումը c-plane GaN ենթաշերտի վրա ավելի երկար ալիքների երկարություններով՝ 524–532 նմ, նշանավորում է լազերային տեխնոլոգիայի զգալի առաջընթաց: Այս զարգացումը շատ կարևոր է ալիքի երկարության հատուկ բնութագրեր պահանջող ծրագրերի համար

Շարունակական ալիք և մոդելավորված լազերային աղբյուրներ

Շարունակական ալիքը (CW) և մոդայիկացված քվազի-CW լազերային աղբյուրները տարբեր ալիքի երկարություններով, ինչպիսիք են մոտ ինֆրակարմիր (NIR) 1064 նմ, կանաչը 532 նմ և ուլտրամանուշակագույնը (ուլտրամանուշակագույնը) 355 նմ-ով, համարվում են լազերային դոպինգ ընտրովի արտանետող արևային բջիջների համար: Տարբեր ալիքների երկարություններ ազդեցություն ունեն արտադրության հարմարվողականության և արդյունավետության վրա (Patel et al., 2011):

Excimer լազերներ լայն շերտի բացվածքի նյութերի համար

Ուլտրամանուշակագույն ալիքի երկարությամբ գործող էքսիմեր լազերները հարմար են լայն շերտով նյութերի մշակման համար, ինչպիսիք են ապակին և ածխածնային մանրաթելերով ամրացված պոլիմերները (CFRP), որոնք առաջարկում են բարձր ճշգրտություն և նվազագույն ջերմային ազդեցություն (Kobayashi et al., 2017):

Nd:YAG լազերներ արդյունաբերական կիրառման համար

Nd:YAG լազերները, իրենց հարմարվողականությամբ ալիքի երկարության թյունինգի առումով, օգտագործվում են կիրառությունների լայն շրջանակում: Նրանց և՛ 1064 նմ, և՛ 532 նմ տիրույթներում աշխատելու ունակությունը թույլ է տալիս ճկունություն ունենալ տարբեր նյութերի մշակման հարցում: Օրինակ, 1064 նմ ալիքի երկարությունը իդեալական է մետաղների վրա խորը փորագրման համար, մինչդեռ 532 նմ ալիքի երկարությունը ապահովում է բարձրորակ մակերեսային փորագրություն պլաստմասսաների և պատված մետաղների վրա: (Moon et al., 1999):

→ Հարակից ապրանքներ:CW դիոդային պոմպային պինդ վիճակի լազեր՝ 1064 նմ ալիքի երկարությամբ

Բարձր հզորության օպտիկամանրաթելային լազերային եռակցում

1000 նմ ալիքի երկարությամբ լազերներ, որոնք ունեն լավ ճառագայթային որակ և բարձր հզորություն, օգտագործվում են մետաղների առանցքային լազերային եռակցման մեջ: Այս լազերները արդյունավետորեն գոլորշիացնում և հալեցնում են նյութերը՝ արտադրելով բարձրորակ եռակցումներ (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010):

Լազերային մշակման ինտեգրում այլ տեխնոլոգիաների հետ

Լազերային մշակման ինտեգրումը այլ արտադրական տեխնոլոգիաների հետ, ինչպիսիք են երեսպատումը և ֆրեզերը, հանգեցրել են ավելի արդյունավետ և բազմակողմանի արտադրական համակարգերի: Այս ինտեգրումը հատկապես շահավետ է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են գործիքների և ձողերի արտադրությունը և շարժիչների վերանորոգումը (Nowotny et al., 2010):

Լազերային մշակում առաջացող դաշտերում

Լազերային տեխնոլոգիայի կիրառումը տարածվում է զարգացող ոլորտներում, ինչպիսիք են կիսահաղորդիչների, ցուցադրման և բարակ ֆիլմերի արդյունաբերությունը՝ առաջարկելով նոր հնարավորություններ և բարելավելով նյութական հատկությունները, արտադրանքի ճշգրտությունը և սարքի կատարումը (Hwang et al., 2022):

Լազերային մշակման ապագա միտումները

Լազերային մշակման տեխնոլոգիայի ապագա զարգացումները կենտրոնացած են արտադրության նոր տեխնիկայի, արտադրանքի որակների բարելավման, ինժեներական ինտեգրված բազմաբնույթ բաղադրիչների և տնտեսական և ընթացակարգային առավելությունների բարձրացման վրա: Սա ներառում է վերահսկվող ծակոտկենությամբ կառուցվածքների լազերային արագ արտադրություն, հիբրիդային եռակցում և մետաղական թիթեղների լազերային պրոֆիլային կտրում (Kukreja et al., 2013):

Լազերային մշակման տեխնոլոգիան՝ իր բազմազան կիրառություններով և շարունակական նորարարություններով, ձևավորում է արտադրության և նյութերի վերամշակման ապագան: Դրա բազմակողմանիությունն ու ճշգրտությունը դարձնում են այն անփոխարինելի գործիք տարբեր ոլորտներում, առաջացնելով արտադրության ավանդական մեթոդների սահմանները:

Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019): ԼԱԶԵՐԱՅԻՆ ՏԵԽՆՈԼՈԳԻԱԿԱՆ ԳՈՐԾԸՆԹԱՑՆԵՐՈՒՄ Էլեկտրաէներգիայի կրիտիկական խտության նախնական գնահատման մեթոդ.ՄԻՋԱՎԱՅՐ. ՏԵԽՆՈԼՈԳԻԱՆԵՐ. ՌԵՍՈՒՐՍՆԵՐ. Միջազգային գիտագործնական գիտաժողովի նյութեր. Հղում
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011): Լազերային դոպինգի ընտրովի էմիտեր արևային բջիջների բարձր արագությամբ արտադրություն՝ օգտագործելով 532 նմ շարունակական ալիք (CW) և մոդելավորված քվազի-CW լազերային աղբյուրներ:Հղում
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017): DUV բարձր հզորության լազերային մշակում ապակու և CFRP-ի համար:Հղում
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999): Արդյունավետ ներխոռոչային հաճախականության կրկնապատկում դիֆուզիոն ռեֆլեկտոր տիպի դիոդային կողային պոմպային Nd:YAG լազերից՝ օգտագործելով KTP բյուրեղ:Հղում
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010): Բարձր հզորության մանրաթելային լազերային եռակցման բնութագրերը.Մեքենաշինական ճարտարագետների ինստիտուտի նյութեր, Մաս Գ. մեքենաշինական գիտության հանդես, 224, 1019-1029 թթ.Հղում
Majumdar, J., & Manna, I. (2013): Ներածություն նյութերի լազերային օգնությամբ:Հղում
Gong, S. (2012). Լազերային մշակման առաջադեմ տեխնոլոգիայի ուսումնասիրություններ և կիրառություններ:Հղում
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017): Լազերային արտադրության փորձարկման մահճակալի և լազերային նյութերի մշակման տվյալների բազայի մշակում:The Review of Laser Engineering, 45, 565-570 թթ.Հղում
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019): Լազերային մշակման համար insitu մոնիտորինգի տեխնոլոգիայի առաջընթացը:SCIENTIA SINICA Ֆիզիկա, մեխանիկա և աստղագիտություն. Հղում
Sun, H., & Flores, K. (2010): Լազերային մշակված Zr-ի վրա հիմնված զանգվածային մետաղական ապակու միկրոկառուցվածքային վերլուծություն:Մետալուրգիական և նյութերի գործարքներ Ա. Հղում
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010): Ինտեգրված լազերային բջիջ՝ համակցված լազերային երեսպատման և ֆրեզերի համար:Մոնտաժման ավտոմատացում, 30(1), 36-38.Հղում
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013): Առաջացող լազերային նյութերի մշակման տեխնիկա ապագա արդյունաբերական կիրառությունների համար:Հղում
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022): Լազերային օժանդակությամբ առաջացող վակուումային գործընթացներ գերճշգրիտ, բարձր եկամտաբեր արտադրության համար:Նանոմաշտաբ. Հղում

Առնչվող նորություններ

>> Առնչվող բովանդակություն

Լազերային մշակման ընդլայնվող դերը մետաղների, ապակու և դրանից դուրս