Hãy theo dõi chúng tôi trên mạng xã hội để nhận bài đăng nhanh chóng!
Giới thiệu về gia công laser trong sản xuất
Công nghệ gia công bằng laser đã phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử, v.v. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và tự động hóa, đồng thời giảm ô nhiễm và tiêu thụ vật liệu (Gong, 2012).
Gia công bằng laser trên vật liệu kim loại và phi kim loại
Trong thập kỷ qua, ứng dụng chính của gia công laser chủ yếu tập trung vào 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 những 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 gia công thủy tinh bằng laser
Với ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như ô tô, xây dựng và điện tử, thủy tinh là một lĩnh vực quan trọng cho gia công bằng laser. Các phương pháp cắt thủy tinh truyền thống, sử dụng các dụng cụ bằng hợp kim cứng hoặc kim cương, bị hạn chế bởi hiệu quả thấp và các 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 các tấm che ống kính camera và màn hình hiển thị lớn (Ding và cộng sự, 2019).
Gia công bằng laser các loại kính có giá trị cao
Các loại thủy tinh khác nhau, chẳng hạn như thủy tinh quang học, thủy tinh thạch anh và thủy tinh sapphire, đặt ra những thách thức riêng do tính chất dễ vỡ của chúng. Tuy nhiên, các kỹ thuật laser tiên tiến như khắc bằng laser femtosec 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 này, đặc biệt đối với các vật liệu như thép kết cấu. Các tia laser phát ra trong vùng tia cực tím, ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại xa đã được phân tích về mật độ công suất tới hạn để làm 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 tính chất của vật liệu và kết quả mong muốn. Ví dụ, laser UV (với bước sóng ngắn hơn) rất tốt cho việc khắc chính xác và gia công vi mô, vì chúng có thể tạo ra các chi tiết tinh xảo hơn. Điều này làm cho chúng 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 sâu hơn, làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng công nghiệp nặng. (Majumdar & Manna, 2013). Tương tự, laser xanh lá cây, thường hoạt động ở bước sóng 532 nm, được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu 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 thủ tục như quang đông máu và trong lĩnh vực năng lượng tái tạo để chế tạo pin mặt trời. Bước sóng độc đáo của laser xanh lá cây cũng làm cho chúng phù hợp để đánh dấu và khắc trên nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm cả nhựa và kim loại, nơi cần độ tương phản cao và giảm thiểu 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.
CáiLaser xanh 525nmLaser xanh là một loại công nghệ laser đặc biệt, được đặc trưng bởi sự phát xạ ánh sáng xanh lục riêng biệt ở bước sóng 525 nanomet. Laser xanh ở bước sóng này được ứng dụng trong quang đông võng mạc, nơi công suất cao và độ chính xác của chúng rất hữu 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 tác động nhiệt tối thiểu..Việc phát triển các điốt laser xanh trên chất nền GaN mặt phẳng c hướng tới bước sóng dài hơn ở dải 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 yêu cầu đặc tính bước sóng cụ thể.
Nguồn laser sóng liên tục và laser đồng bộ chế độ
Các nguồn laser sóng liên tục (CW) và laser quasi-CW khóa pha ở nhiều bước sóng khác nhau như cận hồng ngoại (NIR) ở 1064 nm, xanh lục ở 532 nm và cực tím (UV) ở 355 nm được xem xét để pha tạp laser cho các tế bào quang điện phát xạ chọn lọc. Các bước sóng khác nhau có ảnh hưởng đến khả năng thích ứng và hiệu quả sản xuất (Patel et al., 2011).
Laser Excimer cho vật liệu có dải năng lượng rộng
Laser excimer, hoạt động ở bước sóng UV, thích hợp để xử lý các vật liệu có dải năng lượng rộng như thủy tinh và polyme gia cường sợi carbon (CFRP), mang lại độ chính xác cao và tác động nhiệt tối thiểu (Kobayashi et al., 2017).
Laser Nd:YAG cho các ứng dụng công nghiệp
Laser Nd:YAG, với khả năng thích ứng về điều chỉnh bước sóng, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Khả năng hoạt động ở cả bước sóng 1064 nm và 532 nm cho phép linh hoạt trong việc xử lý các vật liệu khác nhau. Ví dụ, bước sóng 1064 nm lý tưởng cho việc khắc sâu trên kim loại, trong khi bước sóng 532 nm cung cấp khả năng 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 với bước sóng 1064nm
Hàn laser sợi quang công suất cao
Các loại 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 cho kim loại. Những loại laser này làm bay hơi và nóng chảy vật liệu một cách hiệu quả, tạo ra các mối hàn chất lượng cao (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Tích hợp công nghệ xử lý laser với các công nghệ khác
Việc tích hợp công nghệ xử lý laser với các công nghệ sản xuất khác, chẳng hạn như phủ và phay, đã dẫn đến 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 công nghệ laser mở rộng sang các lĩnh vực mới nổi như công nghiệp bán dẫn, màn hình và màng mỏng, mang lại những khả năng mới và cải thiện các đặc tính vật liệu, độ chính xác của sản phẩm và hiệu suất thiết bị (Hwang và cộng sự, 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, thiết kế 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 bằng laser các cấu trúc có độ xốp được kiểm soát, hàn lai và cắt laser định hình các tấm kim loại (Kukreja et al., 2013).
Công nghệ gia công bằng laser, với các ứng dụng đa dạng và những cải tiến liên tục, 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 những 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 TỚI HẠN TRONG CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LASER.MÔI TRƯỜNG. CÔNG NGHỆ. TÀI NGUYÊN. Kỷ yếu 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 bằng laser sử dụng nguồn laser sóng liên tục (CW) 532nm và laser bán liên tục khóa pha.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). Nhân đôi tần số hiệu quả bên trong khoang cộng hưởng từ laser Nd:YAG bơm bên bằng điốt 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 một hệ thống thử nghiệm và cơ sở dữ liệu sản xuất bằng laser 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 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 cho quá trình phủ và phay laser kết hợp.Tự động hóa lắp ráp, 30(1), 36-38.Liên kết
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Các kỹ thuật xử lý vật liệu bằng 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 laser mới nổi cho sản xuất siêu chính xác, năng suất cao.Kích thước nano. Liên kết
Thời gian đăng bài: 18/01/2024

