Манай сошиал сүлжээнд бүртгүүлээрэй
Үйлдвэрлэл дэх лазер боловсруулалтын танилцуулга
Лазер боловсруулах технологи нь хурдацтай хөгжиж, сансар, автомашин, электроник гэх мэт янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь бохирдол, материалын хэрэглээг багасгахын зэрэгцээ бүтээгдэхүүний чанар, хөдөлмөрийн бүтээмж, автоматжуулалтыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг (Gong, 2012).
Металл ба металл бус материалын лазер боловсруулалт
Сүүлийн 10 жилийн хугацаанд лазер боловсруулалтын үндсэн хэрэглээ нь зүсэх, гагнах, бүрэх зэрэг металл материалд хэрэглэгдэж байна. Гэсэн хэдий ч энэ салбар нь нэхмэл эдлэл, шил, хуванцар, полимер, керамик гэх мэт металл бус материалууд болон өргөжиж байна. Эдгээр материал бүр нь боловсруулах техникийг аль хэдийн бий болгосон хэдий ч янз бүрийн салбарт боломжуудыг нээж өгдөг (Yumoto et al., 2017).
Шилийг лазераар боловсруулахад тулгарч буй бэрхшээл, шинэчлэл
Автомашин, барилга, электроник зэрэг салбарт өргөн хэрэглээтэй шил нь лазер боловсруулалтын чухал хэсгийг төлөөлдөг. Шилэн хайчлах уламжлалт аргууд нь хатуу хайлш эсвэл алмаазан багажийг ашиглах нь үр ашиг багатай, барзгар ирмэгээр хязгаарлагддаг. Үүний эсрэгээр лазер зүсэлт нь илүү үр дүнтэй, нарийвчлалтай хувилбарыг санал болгодог. Энэ нь ялангуяа камерын линзний бүрээс болон том дэлгэцийн дэлгэцэнд лазер хайчлах аргыг ашигладаг ухаалаг гар утасны үйлдвэрлэл зэрэг салбарт тод илэрдэг (Ding et al., 2019).
Өндөр үнэ цэнэтэй шилний төрлийг лазераар боловсруулах
Оптик шил, кварц шил, индранил шил зэрэг янз бүрийн төрлийн шил нь хэврэг шинж чанартай тул өвөрмөц сорилтуудыг дагуулдаг. Гэсэн хэдий ч фемтосекунд лазер сийлбэр гэх мэт дэвшилтэт лазер техникүүд нь эдгээр материалыг нарийн боловсруулах боломжийг олгосон (Sun & Flores, 2010).
Лазерын технологийн процесст долгионы уртын нөлөөлөл
Лазерын долгионы урт нь үйл явцад, ялангуяа бүтцийн ган гэх мэт материалын хувьд ихээхэн нөлөөлдөг. Хэт ягаан туяаны, харагдахуйц, ойрын болон алслагдсан хэт улаан туяаны бүсэд ялгардаг лазеруудыг хайлах, ууршихад чухал эрчим хүчний нягтралд нь дүн шинжилгээ хийсэн (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).
Долгионы уртад суурилсан төрөл бүрийн хэрэглээ
Лазер долгионы уртыг сонгох нь дур зоргоороо биш, харин материалын шинж чанар, хүссэн үр дүнгээс ихээхэн хамаардаг. Жишээлбэл, хэт ягаан туяаны лазер (богино долгионы урттай) нь нарийн сийлбэр хийх, бичил боловсруулалт хийхэд маш сайн байдаг, учир нь тэдгээр нь нарийн ширийн зүйлийг гаргаж чаддаг. Энэ нь тэдгээрийг хагас дамжуулагч болон микроэлектроникийн үйлдвэрлэлд хамгийн тохиромжтой болгодог. Үүний эсрэгээр, хэт улаан туяаны лазер нь илүү гүн нэвтрэх чадвартай тул зузаан материал боловсруулахад илүү үр дүнтэй байдаг тул хүнд үйлдвэрийн хэрэглээнд тохиромжтой. (Majumdar & Manna, 2013). Үүний нэгэн адил ногоон лазерууд нь ихэвчлэн 532 нм долгионы урттай ажилладаг бөгөөд дулааны нөлөөлөл багатай өндөр нарийвчлал шаарддаг хэрэглээнд өөрийн байр сууриа олдог. Эдгээр нь хэлхээний загварчлал, фотокоагуляци гэх мэт процедурын эмнэлгийн хэрэглээ, нарны зай үйлдвэрлэх сэргээгдэх эрчим хүчний салбарт микроэлектроникийн хувьд ялангуяа үр дүнтэй байдаг. Ногоон лазерын өвөрмөц долгионы урт нь өндөр тодосгогч, гадаргуугийн гэмтэл багатай хуванцар, металл зэрэг төрөл бүрийн материалыг тэмдэглэж, сийлэхэд тохиромжтой. Ногоон лазерын ийм дасан зохицох чадвар нь лазер технологид долгионы уртыг сонгохын ач холбогдлыг онцолж, тодорхой материал, хэрэглээний оновчтой үр дүнг баталгаажуулдаг.
The525нм ногоон лазерЭнэ нь 525 нанометр долгионы урттай ногоон гэрлийн ялгаруулалтаараа тодорхойлогддог лазерын технологийн өвөрмөц төрөл юм. Энэ долгионы урттай ногоон лазерууд нь торлог бүрхэвчийн фотокоагуляцын хэрэглээг олдог бөгөөд тэдгээрийн өндөр хүч, нарийвчлал нь ашигтай байдаг. Эдгээр нь материал боловсруулахад, ялангуяа дулааны нөлөөллийн нарийн боловсруулалт шаарддаг салбарт ашигтай байж болно..Ногоон лазер диодыг c хавтгайн GaN субстрат дээр 524-532 нм-ийн урт долгион руу чиглүүлэх нь лазер технологийн томоохон дэвшлийг харуулж байна. Энэ хөгжил нь тодорхой долгионы уртын шинж чанарыг шаарддаг програмуудад маш чухал юм
Тасралтгүй долгион ба загварчлагдсан лазерын эх үүсвэрүүд
Тасралтгүй долгион (CW) ба загвар түгжигдсэн бараг CW лазерын янз бүрийн долгионы урттай ойролцоох хэт улаан туяаны (NIR) 1064 нм, ногоон 532 нм, хэт ягаан туяа (хэт ягаан туяа) 355 нм-ийн лазерын нэмэлт ялгаруулагч нарны эсийг авч үздэг. Янз бүрийн долгионы урт нь үйлдвэрлэлийн дасан зохицох чадвар, үр ашигтай байдалд нөлөөлдөг (Patel et al., 2011).
Өргөн зурвасын материалд зориулсан эксимер лазер
Хэт ягаан туяаны долгионы уртад ажилладаг эксимер лазер нь шил, нүүрстөрөгчийн шилэн бэхжүүлсэн полимер (CFRP) зэрэг өргөн зурвасын материалыг боловсруулахад тохиромжтой бөгөөд өндөр нарийвчлалтай, хамгийн бага дулааны нөлөөлөл үзүүлдэг (Кобаяши нар, 2017).
Үйлдвэрлэлийн зориулалттай Nd:YAG лазерууд
Nd:YAG лазер нь долгионы уртыг тохируулах чадвартай тул өргөн хүрээний хэрэглээнд ашиглагддаг. Тэдний 1064 нм ба 532 нм-ийн аль алинд нь ажиллах чадвар нь янз бүрийн материалыг боловсруулахад уян хатан байх боломжийг олгодог. Жишээлбэл, 1064 нм долгионы урт нь метал дээр гүн сийлбэр хийхэд тохиромжтой байдаг бол 532 нм долгионы урт нь хуванцар болон бүрсэн металл дээр өндөр чанарын гадаргуугийн сийлбэр хийх боломжийг олгодог. (Moon et al., 1999).
→Холбоотой бүтээгдэхүүн:1064 нм долгионы урттай CW диодоор шахдаг хатуу төлөвт лазер
Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер гагнуур
1000 нм орчим долгионы урттай, сайн цацрагийн чанар, өндөр хүч чадалтай лазерыг металлын цооногийн лазер гагнуурт ашигладаг. Эдгээр лазерууд нь материалыг үр дүнтэй ууршуулж, хайлуулж, өндөр чанартай гагнуур үүсгэдэг (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Лазер боловсруулалтыг бусад технологитой нэгтгэх
Лазер боловсруулалтыг өнгөлгөө, тээрэмдэх зэрэг бусад үйлдвэрлэлийн технологитой нэгтгэснээр илүү үр ашигтай, олон талт үйлдвэрлэлийн системийг бий болгосон. Энэхүү интеграци нь ялангуяа багаж хэрэгсэл, хэвний үйлдвэрлэл, хөдөлгүүр засвар зэрэг салбарт ашигтай байдаг (Nowotny et al., 2010).
Шинээр гарч ирж буй салбар дахь лазер боловсруулалт
Лазер технологийн хэрэглээ нь хагас дамжуулагч, дэлгэц, нимгэн хальс зэрэг шинээр гарч ирж буй салбаруудад хүрч, шинэ боломжуудыг санал болгож, материалын шинж чанар, бүтээгдэхүүний нарийвчлал, төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулдаг (Hwang et al., 2022).
Лазер боловсруулалтын ирээдүйн чиг хандлага
Лазер боловсруулах технологийн ирээдүйн хөгжил нь үйлдвэрлэлийн шинэ техник, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах, олон төрлийн материаллаг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн инженерчлэл, эдийн засгийн болон процедурын үр ашгийг дээшлүүлэхэд чиглэгддэг. Үүнд хяналттай сүвэрхэг чанар бүхий барилга байгууламжийг лазераар хурдан үйлдвэрлэх, эрлийз гагнуур хийх, металл хавтанг лазераар зүсэх зэрэг орно (Кукрежа нар, 2013).
Төрөл бүрийн хэрэглээ, тасралтгүй шинэчлэл бүхий лазер боловсруулах технологи нь үйлдвэрлэл, материал боловсруулах ирээдүйг тодорхойлж байна. Түүний олон талт байдал, нарийвчлал нь түүнийг үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл болгож, уламжлалт үйлдвэрлэлийн аргын хил хязгаарыг түлхэж байна.
Лазов, Л., Ангелов, Н., Тейрумниекс, Е. (2019). ЛАЗЕР ТЕХНОЛОГИЙН ПРОЦЕСС ДАХЬ ЧИГЛЭЛТ ХЭРЭГЧИЙН НЯГТРЫН УРЬДЧИЛСАН ТООЦООНЫ АРГА.БАЙГАЛЬ ОРЧИН. ТЕХНОЛОГИ. НӨӨЦ. Олон улсын шинжлэх ухаан, практикийн бага хурлын эмхтгэл. Холбоос
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). 532 нм тасралтгүй долгион (CW) ба загварт суурилуулсан бараг CW лазерын эх үүсвэрийг ашиглан лазерын допингийн сонгомол ялгаруулагч нарны зайг өндөр хурдтайгаар үйлдвэрлэх.Холбоос
Кобаяши, М., Какизаки, К., Ойзуми, Х., Мимура, Т., Фүжимото, Ж., Мизогучи, Х. (2017). Шил болон CFRP-д зориулсан DUV өндөр хүчин чадалтай лазер боловсруулах.Холбоос
Мүүн, Х., И, Ж., Ри, Ю., Ча, Б., Ли, Ж., Ким, К.-С. (1999). KTP талстыг ашиглан тархсан тусгал төрлийн диодын хажуугийн шахуургатай Nd:YAG лазераас хөндийн доторх давтамжийг үр ашигтай хоёр дахин нэмэгдүүлэх.Холбоос
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер гагнуурын шинж чанарууд.Механик инженерүүдийн институтын эмхэтгэл, С хэсэг: Механик инженерийн шинжлэх ухааны сэтгүүл, 224, 1019-1029.Холбоос
Мажумдар, Ж., Манна, И. (2013). Лазерын тусламжтайгаар материал үйлдвэрлэх тухай танилцуулга.Холбоос
Гонг, С. (2012). Лазер боловсруулах дэвшилтэт технологийн судалгаа, хэрэглээ.Холбоос
Юмото, Ж., Торизука, К., Курода, Р. (2017). Лазер-материал боловсруулахад зориулсан Лазер-үйлдвэрлэлийн туршилтын ор ба мэдээллийн санг боловсруулах.Лазерын инженерчлэлийн тойм, 45, 565-570.Холбоос
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). Лазер боловсруулалт хийх газар дээр нь хянах технологийн дэвшил.SCIENTIA SINICA Физик, механик, одон орон судлал. Холбоос
Sun, H., & Flores, K. (2010). Лазераар боловсруулсан Zr-д суурилсан задгай металл шилний бичил бүтцийн шинжилгээ.Металлургийн болон материалын гүйлгээ А. Холбоос
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Лазер бүрэх, тээрэмдэх хосолсон лазер үүр.Угсралтын автоматжуулалт, 30(1), 36-38.Холбоос
Кукрежа, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Ирээдүйн үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд зориулж шинээр гарч ирж буй лазер материал боловсруулах техникүүд.Холбоос
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Хэт нарийвчлалтай, өндөр бүтээмжтэй үйлдвэрлэлд зориулж шинээр гарч ирж буй лазерын тусламжтайгаар вакуум процессууд.Нано хэмжээст. Холбоос
Шуудангийн цаг: 2024 оны 1-р сарын 18-ны хооронд