Introduktion til laserbehandling i fremstilling
Laserbehandlingsteknologi har oplevet en rivende udvikling og er meget udbredt inden for forskellige områder, såsom rumfart, bilindustrien, elektronik og mere. Det spiller en væsentlig rolle i at forbedre produktkvalitet, arbejdsproduktivitet og automatisering, samtidig med at forurening og materialeforbrug reduceres (Gong, 2012).
Laserbehandling i metal og ikke-metalmaterialer
Den primære anvendelse af laserbehandling i det sidste årti har været i metalmaterialer, herunder skæring, svejsning og beklædning. Imidlertid udvides feltet til ikke-metalmaterialer som tekstiler, glas, plast, polymerer og keramik. Hvert af disse materialer åbner muligheder i forskellige industrier, selvom de allerede har etablerede forarbejdningsteknikker (Yumoto et al., 2017).
Udfordringer og innovationer inden for laserbehandling af glas
Glas repræsenterer med dets brede anvendelsesmuligheder i industrier som bilindustrien, byggeri og elektronik et betydeligt område for laserbehandling. Traditionelle glasskæringsmetoder, som involverer hårde legerings- eller diamantværktøjer, er begrænset af lav effektivitet og ru kanter. I modsætning hertil tilbyder laserskæring et mere effektivt og præcist alternativ. Dette er især tydeligt i industrier som smartphone-fremstilling, hvor laserskæring bruges til kameralinsedæksler og store skærme (Ding et al., 2019).
Laserbehandling af højværdiglastyper
Forskellige typer glas, såsom optisk glas, kvartsglas og safirglas, giver unikke udfordringer på grund af deres sprøde natur. Imidlertid har avancerede laserteknikker som femtosekund laserætsning muliggjort præcisionsbehandling af disse materialer (Sun & Flores, 2010).
Indflydelse af bølgelængde på laserteknologiske processer
Laserens bølgelængde påvirker processen markant, især for materialer som konstruktionsstål. Lasere, der udsender i ultraviolette, synlige, nære og fjerne infrarøde områder er blevet analyseret for deres kritiske effekttæthed for smeltning og fordampning (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).
Forskellige applikationer baseret på bølgelængder
Valget af laserbølgelængde er ikke vilkårligt, men er meget afhængig af materialets egenskaber og det ønskede resultat. For eksempel er UV-lasere (med kortere bølgelængder) fremragende til præcisionsgravering og mikrobearbejdning, da de kan producere finere detaljer. Dette gør dem ideelle til halvleder- og mikroelektronikindustrien. I modsætning hertil er infrarøde lasere mere effektive til tykkere materialebehandling på grund af deres dybere penetrationsevner, hvilket gør dem velegnede til tunge industrielle applikationer. (Majumdar & Manna, 2013). På samme måde finder grønne lasere, der typisk opererer ved en bølgelængde på 532 nm, deres niche i applikationer, der kræver høj præcision med minimal termisk påvirkning. De er særligt effektive i mikroelektronik til opgaver som kredsløbsmønstre, i medicinske applikationer til procedurer som fotokoagulation og i sektoren for vedvarende energi til fremstilling af solceller. Grønne laseres unikke bølgelængde gør dem også velegnede til mærkning og gravering af forskellige materialer, herunder plastik og metaller, hvor høj kontrast og minimal overfladeskader ønskes. Denne tilpasningsevne af grønne lasere understreger vigtigheden af bølgelængdevalg i laserteknologi, hvilket sikrer optimale resultater for specifikke materialer og applikationer.
De525nm grøn laserer en specifik type laserteknologi, der er kendetegnet ved dens tydelige emission af grønt lys ved bølgelængden på 525 nanometer. Grønne lasere ved denne bølgelængde finder anvendelse i retinal fotokoagulation, hvor deres høje effekt og præcision er gavnlig. De er også potentielt nyttige i materialebearbejdning, især i områder, der kræver præcis og minimal termisk påvirkningsbehandling.Udviklingen af grønne laserdioder på c-plan GaN-substrat mod længere bølgelængder ved 524-532 nm markerer et betydeligt fremskridt inden for laserteknologi. Denne udvikling er afgørende for applikationer, der kræver specifikke bølgelængdeegenskaber
Kontinuerlig bølge og modellåste laserkilder
Kontinuerlig bølge (CW) og modellåste quasi-CW laserkilder ved forskellige bølgelængder som nær-infrarød (NIR) ved 1064 nm, grøn ved 532 nm og ultraviolet (UV) ved 355 nm overvejes til laserdoping af selektive emittersolceller. Forskellige bølgelængder har betydning for produktionstilpasningsevne og effektivitet (Patel et al., 2011).
Excimer-lasere til materialer med brede båndgab
Excimer-lasere, der opererer ved en UV-bølgelængde, er velegnede til at behandle materialer med brede båndgab som glas- og kulfiberforstærket polymer (CFRP), der tilbyder høj præcision og minimal termisk påvirkning (Kobayashi et al., 2017).
Nd:YAG Lasere til industrielle applikationer
Nd:YAG-lasere, med deres tilpasningsevne med hensyn til bølgelængdetuning, bruges i en lang række applikationer. Deres evne til at arbejde ved både 1064 nm og 532 nm giver mulighed for fleksibilitet i behandlingen af forskellige materialer. For eksempel er bølgelængden på 1064 nm ideel til dyb gravering på metaller, mens bølgelængden på 532 nm giver overfladegravering af høj kvalitet på plastik og belagte metaller.(Moon et al., 1999).
→Relaterede produkter:CW Diodepumpet solid state laser med 1064nm bølgelængde
High Power Fiber Lasersvejsning
Lasere med bølgelængder tæt på 1000 nm, med god strålekvalitet og høj effekt, bruges til nøglehulslasersvejsning til metaller. Disse lasere fordamper og smelter effektivt materialer og producerer svejsninger af høj kvalitet (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Integration af laserbehandling med andre teknologier
Integrationen af laserbehandling med andre fremstillingsteknologier, såsom beklædning og fræsning, har ført til mere effektive og alsidige produktionssystemer. Denne integration er særlig fordelagtig i industrier som værktøjs- og matricefremstilling og motorreparation (Nowotny et al., 2010).
Laserbehandling i nye felter
Anvendelsen af laserteknologi strækker sig til nye områder som halvleder-, display- og tyndfilmsindustrier, der tilbyder nye muligheder og forbedrer materialeegenskaber, produktpræcision og enhedens ydeevne (Hwang et al., 2022).
Fremtidige tendenser inden for laserbehandling
Fremtidige udviklinger inden for laserbehandlingsteknologi er fokuseret på nye fremstillingsteknikker, forbedring af produktkvaliteter, konstruktion af integrerede multimaterialekomponenter og forbedring af økonomiske og proceduremæssige fordele. Dette omfatter laserhurtig fremstilling af strukturer med kontrolleret porøsitet, hybridsvejsning og laserprofilskæring af metalplader (Kukreja et al., 2013).
Laserbehandlingsteknologi med dens forskellige anvendelser og kontinuerlige innovationer former fremtiden for fremstilling og materialebearbejdning. Dens alsidighed og præcision gør det til et uundværligt værktøj i forskellige industrier, der flytter grænserne for traditionelle fremstillingsmetoder.
Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). METODE TIL FORELØBIG ESTIMATION AF DEN KRITISKE EFFEKTTSÆTHET I LASERTEKNOLOGISKE PROCESSER.MILJØ. TEKNOLOGIER. RESSOURCER. Proceedings fra den internationale videnskabelige og praktiske konference. Forbindelse
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Højhastighedsfremstilling af laserdoping-selektive emitter-solceller ved hjælp af 532nm Continuous Wave (CW) og modellåste Quasi-CW-laserkilder.Forbindelse
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV højeffekt lasere behandling til glas og CFRP.Forbindelse
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Effektiv intrakavitet frekvens fordobling fra en diffusiv reflektor-type diode sidepumpet Nd:YAG laser ved hjælp af en KTP krystal.Forbindelse
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Egenskaberne ved højeffekt fiberlasersvejsning.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, del C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2241019-1029.Forbindelse
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Introduktion til laserassisteret fremstilling af materialer.Forbindelse
Gong, S. (2012). Undersøgelser og anvendelser af avanceret laserbehandlingsteknologi.Forbindelse
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Udvikling af en laserfremstillingstestleje og database til laser-materialebehandling.Gennemgangen af Laser Engineering, 45565-570.Forbindelse
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). Fremskridt inden for in-situ overvågningsteknologi til laserbehandling.SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica. Forbindelse
Sun, H., & Flores, K. (2010). Mikrostrukturanalyse af et laserbehandlet Zr-baseret bulk metallisk glas.Metallurgiske transaktioner og materialetransaktioner A. Forbindelse
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Integreret lasercelle til kombineret laserbeklædning og fræsning.Monteringsautomatisering, 30(1), 36-38.Forbindelse
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Nye lasermaterialebehandlingsteknikker til fremtidige industrielle applikationer.Forbindelse
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Nye laserstøttede vakuumprocesser til ultrapræcision, højtydende fremstilling.Nanoskala. Forbindelse
Indlægstid: 18-jan-2024