Đăng ký theo dõi mạng xã hội của chúng tôi để nhận bài đăng nhanh chóng
Giới thiệu về gia công laser trong sản xuất
Công nghệ gia công laser đã phát triển nhanh chóng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử, v.v. Công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và tự động hóa, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm và tiêu thụ vật liệu (Gong, 2012).
Gia công bằng laser trên vật liệu kim loại và phi kim loại
Ứng dụng chính của gia công laser trong thập kỷ qua là trong vật liệu kim loại, bao gồm cắt, hàn và phủ. Tuy nhiên, lĩnh vực này đang mở rộng sang các vật liệu phi kim loại như dệt may, thủy tinh, nhựa, polyme và gốm sứ. Mỗi loại vật liệu này đều mở ra cơ hội trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, mặc dù chúng đã có các kỹ thuật gia công được thiết lập (Yumoto và cộng sự, 2017).
Những thách thức và đổi mới trong quá trình gia công kính bằng laser
Kính, với ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, xây dựng và điện tử, là một lĩnh vực quan trọng cho gia công laser. Các phương pháp cắt kính truyền thống, sử dụng dụng cụ bằng hợp kim cứng hoặc kim cương, bị hạn chế bởi hiệu suất thấp và cạnh thô. Ngược lại, cắt laser mang lại một giải pháp thay thế hiệu quả và chính xác hơn. Điều này đặc biệt rõ ràng trong các ngành công nghiệp như sản xuất điện thoại thông minh, nơi cắt laser được sử dụng cho nắp ống kính máy ảnh và màn hình hiển thị lớn (Ding và cộng sự, 2019).
Gia công bằng laser các loại kính có giá trị cao
Các loại kính khác nhau, chẳng hạn như kính quang học, kính thạch anh và kính sapphire, đặt ra những thách thức riêng do tính giòn của chúng. Tuy nhiên, các kỹ thuật laser tiên tiến như khắc laser femto giây đã cho phép xử lý chính xác các vật liệu này (Sun & Flores, 2010).
Ảnh hưởng của bước sóng đến các quy trình công nghệ laser
Bước sóng của tia laser ảnh hưởng đáng kể đến quá trình, đặc biệt là đối với các vật liệu như thép kết cấu. Tia laser phát ra trong vùng cực tím, khả kiến, hồng ngoại gần và xa đã được phân tích về mật độ công suất quan trọng của chúng đối với quá trình nóng chảy và bay hơi (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).
Các ứng dụng đa dạng dựa trên bước sóng
Việc lựa chọn bước sóng laser không phải là tùy ý mà phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính của vật liệu và kết quả mong muốn. Ví dụ, laser UV (với bước sóng ngắn hơn) rất phù hợp cho việc khắc chính xác và gia công vi mô, vì chúng có thể tạo ra các chi tiết tinh xảo hơn. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho ngành công nghiệp bán dẫn và vi điện tử. Ngược lại, laser hồng ngoại hiệu quả hơn trong việc xử lý vật liệu dày hơn do khả năng xuyên thấu sâu hơn, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng. (Majumdar & Manna, 2013). Tương tự, laser xanh lá cây, thường hoạt động ở bước sóng 532 nm, được ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao với tác động nhiệt tối thiểu. Chúng đặc biệt hiệu quả trong vi điện tử cho các tác vụ như tạo mẫu mạch, trong các ứng dụng y tế cho các quy trình như quang đông, và trong lĩnh vực năng lượng tái tạo để chế tạo pin mặt trời. Bước sóng độc đáo của laser xanh lá cây cũng khiến chúng phù hợp để đánh dấu và khắc trên nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm nhựa và kim loại, nơi cần độ tương phản cao và ít hư hại bề mặt. Khả năng thích ứng này của laser xanh lá cây nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn bước sóng trong công nghệ laser, đảm bảo kết quả tối ưu cho các vật liệu và ứng dụng cụ thể.
CácLaser xanh 525nmlà một loại công nghệ laser đặc biệt, được đặc trưng bởi khả năng phát xạ ánh sáng xanh lục đặc trưng ở bước sóng 525 nanomet. Laser xanh lục ở bước sóng này được ứng dụng trong quang đông võng mạc, nơi công suất và độ chính xác cao mang lại lợi ích. Chúng cũng có tiềm năng hữu ích trong xử lý vật liệu, đặc biệt là trong các lĩnh vực yêu cầu xử lý chính xác và ít tác động nhiệt..Sự phát triển của diode laser xanh trên nền GaN mặt phẳng c hướng đến bước sóng dài hơn ở mức 524–532 nm đánh dấu một bước tiến đáng kể trong công nghệ laser. Sự phát triển này rất quan trọng đối với các ứng dụng đòi hỏi các đặc tính bước sóng cụ thể.
Nguồn laser sóng liên tục và khóa mô hình
Các nguồn laser sóng liên tục (CW) và laser bán liên tục khóa mô hình ở nhiều bước sóng khác nhau, chẳng hạn như cận hồng ngoại (NIR) ở 1064 nm, xanh lục ở 532 nm và cực tím (UV) ở 355 nm, được xem xét cho các pin mặt trời phát xạ chọn lọc pha tạp laser. Các bước sóng khác nhau có ý nghĩa đối với khả năng thích ứng và hiệu quả sản xuất (Patel và cộng sự, 2011).
Laser Excimer cho vật liệu có khoảng cách băng rộng
Tia laser excimer hoạt động ở bước sóng UV, thích hợp để xử lý các vật liệu có khoảng cách băng thông rộng như thủy tinh và polyme gia cường sợi carbon (CFRP), mang lại độ chính xác cao và tác động nhiệt tối thiểu (Kobayashi và cộng sự, 2017).
Laser Nd:YAG cho các ứng dụng công nghiệp
Laser Nd:YAG, với khả năng thích ứng về mặt điều chỉnh bước sóng, được sử dụng trong nhiều ứng dụng. Khả năng hoạt động ở cả bước sóng 1064 nm và 532 nm cho phép chúng linh hoạt trong việc xử lý các vật liệu khác nhau. Ví dụ, bước sóng 1064 nm lý tưởng để khắc sâu trên kim loại, trong khi bước sóng 532 nm cho phép khắc bề mặt chất lượng cao trên nhựa và kim loại phủ. (Moon và cộng sự, 1999).
→Sản phẩm liên quan:Laser trạng thái rắn bơm diode CW có bước sóng 1064nm
Hàn Laser Sợi Quang Công Suất Cao
Laser có bước sóng gần 1000 nm, sở hữu chất lượng chùm tia tốt và công suất cao, được sử dụng trong hàn laser lỗ khóa kim loại. Những tia laser này làm bay hơi và làm nóng chảy vật liệu một cách hiệu quả, tạo ra mối hàn chất lượng cao (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Tích hợp xử lý laser với các công nghệ khác
Việc tích hợp gia công laser với các công nghệ sản xuất khác, chẳng hạn như ốp và phay, đã mang lại các hệ thống sản xuất hiệu quả và linh hoạt hơn. Sự tích hợp này đặc biệt có lợi trong các ngành công nghiệp như sản xuất dụng cụ và khuôn mẫu và sửa chữa động cơ (Nowotny và cộng sự, 2010).
Xử lý bằng laser trong các lĩnh vực mới nổi
Ứng dụng của công nghệ laser mở rộng sang các lĩnh vực mới nổi như ngành công nghiệp bán dẫn, màn hình và màng mỏng, mang đến những khả năng mới và cải thiện tính chất vật liệu, độ chính xác của sản phẩm và hiệu suất thiết bị (Hwang et al., 2022).
Xu hướng tương lai trong xử lý laser
Những phát triển trong tương lai của công nghệ xử lý laser tập trung vào các kỹ thuật chế tạo mới, cải thiện chất lượng sản phẩm, chế tạo các thành phần đa vật liệu tích hợp và nâng cao lợi ích kinh tế và quy trình. Điều này bao gồm sản xuất nhanh chóng bằng laser các cấu trúc có độ xốp được kiểm soát, hàn lai và cắt laser các tấm kim loại (Kukreja và cộng sự, 2013).
Công nghệ gia công laser, với các ứng dụng đa dạng và liên tục đổi mới, đang định hình tương lai của ngành sản xuất và gia công vật liệu. Tính linh hoạt và độ chính xác của nó khiến nó trở thành một công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, vượt qua mọi giới hạn của các phương pháp sản xuất truyền thống.
Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH SƠ BỘ MẬT ĐỘ CÔNG SUẤT QUAN TRỌNG TRONG CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LASER.MÔI TRƯỜNG. CÔNG NGHỆ. TÀI NGUYÊN. Biên bản Hội nghị Khoa học và Thực tiễn Quốc tế. Liên kết
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Chế tạo tốc độ cao các tế bào quang điện phát xạ chọn lọc pha tạp laser sử dụng nguồn laser sóng liên tục (CW) 532nm và nguồn laser bán liên tục khóa mô hình.Liên kết
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). Xử lý laser công suất cao DUV cho kính và CFRP.Liên kết
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Tăng gấp đôi tần số nội khoang hiệu quả từ laser Nd:YAG bơm bên loại diode phản xạ khuếch tán sử dụng tinh thể KTP.Liên kết
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Đặc điểm của hàn laser sợi quang công suất caoBiên bản của Viện Kỹ sư Cơ khí, Phần C: Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Cơ khí, 224, 1019-1029.Liên kết
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Giới thiệu về chế tạo vật liệu bằng laser.Liên kết
Gong, S. (2012). Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ xử lý laser tiên tiến.Liên kết
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Phát triển nền tảng thử nghiệm sản xuất laser và cơ sở dữ liệu cho quá trình xử lý vật liệu bằng laser.Tạp chí Kỹ thuật Laser, 45, 565-570.Liên kết
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). Những tiến bộ trong công nghệ giám sát tại chỗ để xử lý laser.KHOA HỌC SINICA Vật lý, Cơ khí & Thiên văn học. Liên kết
Sun, H., & Flores, K. (2010). Phân tích cấu trúc vi mô của thủy tinh kim loại dạng khối gốc Zr được xử lý bằng laser.Giao dịch luyện kim và vật liệu A. Liên kết
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Buồng laser tích hợp để kết hợp phủ và phay laser.Tự động hóa lắp ráp, 30(1), 36-38.Liên kết
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Kỹ thuật xử lý vật liệu laser mới nổi cho các ứng dụng công nghiệp trong tương lai.Liên kết
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Các quy trình chân không hỗ trợ bằng laser mới nổi cho sản xuất siêu chính xác, năng suất cao.Kích thước nano. Liên kết
Thời gian đăng: 18-01-2024