Għal żmien twil, it-teknoloġija tal-laser ilha magħrufa għall-użu estensiv tagħha fl-iwweldjar, it-tqattigħ u l-immarkar, u huwa biss f'dawn is-sentejn, bil-popolarizzazzjoni gradwali tat-tindif tal-lejżer, li l-kunċett tat-trattament tal-wiċċ tal-lejżer sar aktar u aktar il-fokus ta 'attenzjoni u deher fl-imħuħ tan-nies. Ipproċessar bil-lejżer b'mod mingħajr kuntatt, flessibilità għolja, veloċità għolja, mingħajr ħsejjes, żona żgħira affettwata mis-sħana mingħajr ħsara lis-sottostrat, l-ebda konsumabbli u ambjentali baxx ta 'karbonju.
Trattament tal-wiċċ bil-lejżerfil-fatt għandu numru kbir ħafna ta 'kategoriji ta' applikazzjoni minbarra t-tindif tal-lejżer, bħal illustrar tal-lejżer, kisi tal-lejżer, tkessiħ tal-lejżer eċċ. Dawn il-metodi jintużaw biex jibdlu l-proprjetajiet fiżikokimiċi speċifiċi tal-wiċċ tal-materjal, pereżempju, biex jagħmlu l-wiċċ ipproċessat f'funzjoni idrofobika, jew impulsi tal-lejżer biex jipproduċu dijametru ta 'madwar 10 mikroni, il-fond ta' ftit mikroni biss ta 'depressjonijiet żgħar , bħala mod biex tiżdied il-ħruxija, ittejjeb l-adeżjoni tal-wiċċ, eċċ.
Minbarratindif bil-lejżer, taf it-tipi li ġejjin ta 'trattament tal-wiċċ bil-lejżer?
It-tifi tal-lejżer
It-twebbis tal-lejżer hija waħda mis-soluzzjonijiet għall-magni ta 'komponenti stressati ħafna u kumplessi, li jippermettu stress ogħla u ħajja itwal għal partijiet b'xedd għoli, bħal camshafts u għodod tal-liwi.
Jaħdem billi ssaħħan il-ġilda ta 'biċċa tax-xogħol li fiha l-karbonju għal temperatura kemmxejn taħt it-temperatura tat-tidwib (900 - 1400 grad , 40 fil-mija tal-qawwa irradjata hija assorbita), sabiex l-atomi tal-karbonju fil-kannizzata tal-metall jiġu rranġati mill-ġdid ( awstenitizzazzjoni), u mbagħad ir-raġġ tal-lejżer issaħħan b'mod kostanti l-wiċċ fid-direzzjoni tal-għalf, u l-materjal madwar ir-raġġ tal-lejżer jibred hekk malajr hekk kif ir-raġġ tal-lejżer jiċċaqlaq li l-kannizzata tal-metall ma tkunx tista 'terġa' lura għall-forma oriġinali tagħha, u dan jirriżulta f' martensite, li tikkawża a Dan jirriżulta f'martensite u żieda sinifikanti fl-ebusija.
Il-fond tat-twebbis tas-saffi ta 'barra tal-azzar tal-karbonju miksub bit-twebbis tal-lejżer huwa tipikament 0.1-1.5mm, u jista' jkun 2.5mm jew akbar f'xi materjali. Il-vantaġġi fuq il-metodi konvenzjonali tat-twebbis huma:
1. L-input tas-sħana mmirat huwa limitat għal żona lokalizzata, li tirriżulta prattikament fl-ebda warpage tal-komponent matul il-magni. L-ispejjeż tax-xogħol mill-ġdid jitnaqqsu jew saħansitra jiġu eliminati għal kollox;
2. ebusija anke fuq ġeometriji kumplessi u komponenti ta 'preċiżjoni, li jippermettu ebusija preċiża ta' uċuħ funzjonali ristretti lokalment li ma jistgħux jiġu mwebbsa b'metodi ta 'ebusija konvenzjonali;
mingħajr distorsjoni. Proċessi konvenzjonali ta 'twebbis jipproduċu distorsjoni minħabba input u tkessiħ ta' enerġija ogħla, iżda waqt it-twebbis tal-lejżer l-input tas-sħana jista 'jiġi kkontrollat b'mod preċiż minħabba t-teknoloġija tal-laser u l-kontroll tat-temperatura. Il-komponent jibqa 'prattikament verġni;
Il-ġeometrija tal-ebusija tal-komponent tista 'tinbidel malajr u "fuq il-fly". Dan ifisser li m'hemmx bżonn li tikkonverti l-ottika/sistema kollha.
Laser hairiness
Laser grossing hija waħda mill-għodod tal-proċess għall-modifika tal-wiċċ ta 'materjali metalliċi. Fil-proċess ta 'strutturar, il-lejżer joħloq ġeometriji rranġati regolarment f'saffi jew sottostrati sabiex jimmodifika bi skop proprjetajiet tekniċi u jiżviluppa funzjonijiet ġodda. Il-proċess ġeneralment jinvolvi l-użu ta 'radjazzjoni tal-lejżer (ġeneralment impulsi qosra ta' dawl tal-lejżer) biex jiġġenera ġeometriji rranġati regolarment fuq wiċċ b'mod riproduċibbli. Ir-raġġ tal-lejżer idub il-materjal b'mod ikkontrollat u jiġi solidifikat fl-istruttura definita permezz ta 'ġestjoni xierqa tal-proċess.
Per eżempju strutturi idrofobiċi tal-wiċċ jippermettu li l-ilma joħroġ mill-wiċċ. Il-ħolqien ta 'strutturi sub-micron fuq uċuħ b'lejżers pulsati ultrashort jippermetti li din il-proprjetà tiġi realizzata, u l-istruttura li għandha tinħoloq tista' tiġi kkontrollata b'mod preċiż billi tvarja l-parametri tal-lejżer. L-effett oppost, eż. uċuħ idrofiliċi, jista' jiġi realizzat ukoll.
Pannelli tal-karozzi biex żebgħa, trid tagħmel il-wiċċ tal-pjanċa rqiqa distribuzzjoni uniformi ta '"mikro-pit" biex ittejjeb l-adeżjoni taż-żebgħa, b'eluf sa għexieren ta' eluf ta 'drabi kull sekonda raġġ tal-laser pulsat li jiffoka fuq il-wiċċ tal-inċident roll fuq ir-roll, fil-punt li jiffoka fuq il-wiċċ tar-romblu biex tifforma ġabra żgħira li tinħall, fl-istess ħin fuq in-naħa tal-nfiħ tal-pool mikro-solubbli, sabiex il-ġabra li tinħall ta 'materjal imdewweb skond ir-rekwiżiti speċifikati kemm possibbli pile up għall-pool! It-tarf tal-formazzjoni ta 'tabs forma ta' ark, dawn it-tabs żgħar u mikro-fosos jistgħu mhux biss itejbu l-ħruxija tal-wiċċ tal-materjal biex iżidu l-adeżjoni taż-żebgħa, iżda wkoll itejbu l-ebusija tal-wiċċ tal-materjal biex jestendu l-ħajja tas-servizz.
Ċerti proprjetajiet huma ġġenerati mill-istrutturar bil-lejżer, bħall-proprjetajiet ta 'frizzjoni jew il-konduttività elettrika u termali ta' xi materjali metalliċi. Barra minn hekk, l-istrutturar tal-lejżer iżid is-saħħa tat-twaħħil u l-ħajja tas-servizz tal-biċċa tax-xogħol.
Meta mqabbel mal-metodi tradizzjonali, l-istrutturar tal-lejżer tal-uċuħ huwa aktar favur l-ambjent, u ma jeħtieġ l-ebda aġenti jew kimiċi tal-blasting li joborxu addizzjonali; ripetibbli u preċiżi, lejżers jippermettu strutturi kkontrollati li huma preċiżi għall-mikron u faċli ħafna biex jiġu replikati; manutenzjoni baxxa, il-lejżers huma mingħajr kuntatt u għalhekk assolutament bla xedd meta mqabbla ma 'għodod mekkaniċi li jintlibsu malajr; u m'hemm l-ebda ħtieġa għal post-ipproċessar, bl-ebda tidwib jew residwi oħra tal-magni li jitħallew fuq il-parti pproċessata bil-lejżer.
Laser Dazzle Finish tal-wiċċ
It-temprar bil-lejżer huwa komunement użat fit-trattament tal-wiċċ li jgħammex bil-lejżer, magħruf ukoll bħala l-immarkar bil-kulur tal-lejżer. Il-prinċipju tal-proċess huwa li l-materjal tat-tisħin tal-lejżer, it-tisħin lokali tal-metall għal ftit taħt il-punt tat-tidwib tiegħu, fil-parametri tal-proċess xierqa, f'dan iż-żmien, l-istruttura tal-bieb tinbidel; fil-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol se jiffurmaw saff ta 'ossidu, dan is-saff ta' film fl-irradjazzjoni tad-dawl, l-interferenza tad-dawl inċidentali sabiex varjetà ta 'kulur ittemprar f'dan il-ħin, il-wiċċ tas-saff iġġenerat minn dan is-saff ta' saff ta 'immarkar ikkulurit, flimkien bl-ebda ħtieġa li jinbidel l-angolu ta 'osservazzjoni, il-mudell tal-immarkar se jinbidel minn varjetà ta' kuluri differenti.
Dawn il-kuluri jibqgħu temperatura stabbli sa madwar. 200 grad. F'temperaturi ogħla, il-bieb jerġa 'lura għall-istat oriġinali tiegħu - l-immarkar jisparixxi. Il-kwalità tal-wiċċ hija ppreservata intatta. Fl-applikazzjonijiet kontra l-iffalsifikar jinkiseb grad għoli ta' sigurtà u traċċabilità. Minbarra l-immarkar iswed ġdid b'lasers pulsati ultrashort, li sar stabbilit sew fil-qasam tat-teknoloġija medika f'dawn l-aħħar snin, huwa wkoll idealment adattat għall-immarkar tal-prodott u għalhekk għal traċċabilità unika skont id-direttiva UDI.
Tidwib bil-lejżer
Huwa proċess ta 'manifattura addittiv adattat għall-metall u materjali ibridi metall-ċeramika. B'dan, il-ġeometriji 3D jistgħu jinħolqu jew jiġu modifikati. Bl-użu ta 'dan il-metodu ta' produzzjoni, il-lejżers jistgħu jintużaw ukoll għat-tiswija jew il-kisi. Għalhekk, fis-settur aerospazjali, il-manifattura addittiva tintuża biex isewwi x-xfafar tat-turbini.
Fil-manifattura ta 'għodda u moffa, truf ikkrekkjati jew mikula u uċuħ funzjonali ffurmati jistgħu jissewwew, jew saħansitra armati lokalment. Biex jipprevjenu l-ilbies u l-korrużjoni, il-postijiet tal-ġarr, ir-rombli jew il-komponenti idrawliċi huma miksija bit-teknoloġija tal-enerġija jew il-petrokimika. Il-manifattura addittiva tintuża wkoll fil-manifattura tal-karozzi. Bosta komponenti huma modifikati hawn.
Fil-kisi tal-metall tal-lejżer konvenzjonali, ir-raġġ tal-lejżer l-ewwel isaħħan lokalment il-biċċa tax-xogħol u mbagħad jifforma pool imdewweb. Trabijiet tal-metall fin imbagħad jiġu sprejjati miż-żennuna tar-ras tal-ipproċessar tal-lejżer direttament fil-pool imdewweb. Matul it-tidwib tal-metall tal-lejżer b'veloċità għolja, il-partiċelli tat-trab huma diġà msaħħna kważi sa temperatura tat-tidwib 'il fuq mill-wiċċ tas-sottostrat. Bħala riżultat, huwa meħtieġ inqas ħin biex jiddewweb il-partiċelli tat-trab.
L-effett: żieda sinifikanti fil-veloċità tal-proċess. Minħabba effetti termali iżgħar, it-tidwib tal-metall tal-lejżer b'veloċità għolja jagħmilha possibbli wkoll li jiġu miksi materjali li huma sensittivi ħafna għas-sħana, bħal ligi tal-aluminju u ligi tal-ħadid fondut. Bil-proċess HS-LMD, rati għolja tal-wiċċ ta 'sa 1500 cm²/min jistgħu jinkisbu fuq uċuħ b'mod rotazzjonali simmetriku, filwaqt li rati ta' għalf sa diversi mijiet ta 'metru fil-minuta jistgħu jiġu realizzati.
Partijiet jew forom għaljin jistgħu jissewwew malajr u faċilment permezz tal-kisi tal-metall tal-lejżer tat-trab tal-lejżer. Ħsara, kbira jew żgħira, tista 'tissewwa malajr u kważi mingħajr marki. Bidliet fid-disinn huma wkoll possibbli. Dan jiffranka ħin, enerġija u materjal. Speċjalment għal metalli għaljin bħal nikil jew titanju, huwa pjuttost utli. Eżempji tipiċi ta 'applikazzjonijiet huma xfafar tat-turbini, pistuni varji, valvi, xaftijiet, jew forom.
Trattament tas-sħana bil-lejżer
Eluf ta 'lejżers żgħar (VCSELs) huma mmuntati fuq ċippa waħda. Kull emittent huwa mgħammar b'56 ċipep bħal dawn, filwaqt li modulu jikkonsisti f'diversi emitters. Iż-żona ta 'radjazzjoni rettangolari jista' jkun fiha miljuni ta 'mikro-lasers u tista' toħroġ bosta kilowatts ta 'qawwa tal-lejżer infra-aħmar.
Il-VCSELs jiġġeneraw raġġi qrib infra-aħmar b'intensità ta' radjazzjoni ta' 100 W/ċm² permezz ta' sezzjoni trasversali ta' raġġ rettangolari direzzjonali kbir. Fil-prinċipju, din it-teknoloġija hija adattata għall-proċessi industrijali kollha li jeħtieġu kontroll estremament preċiż tal-wiċċ u tat-temperatura.
Il-moduli tat-trattament tas-sħana bil-lejżer huma partikolarment adattati għal applikazzjonijiet ta 'tisħin ta' żona kbira fejn huma meħtieġa preċiżjoni u flessibilità. Meta mqabbel ma 'metodi ta' tisħin konvenzjonali, dan il-proċess ta 'tisħin ġdid joffri grad ogħla ta' flessibilità, preċiżjoni u iffrankar ta 'spejjeż.
It-teknoloġija tista 'tintuża biex tissiġilla ċelloli f'borża biex tipprevjeni li l-fojl tittikmix, u b'hekk testendi l-ħajja taċ-ċelloli. Jista 'jintuża wkoll f'applikazzjonijiet bħal fuljetti taċ-ċelluli tat-tnixxif, impregnazzjoni ħafifa ta' pannelli solari, u trattament preċiż taż-żona li għandha tissaħħan għal materjali speċifiċi bħal wejfers tal-azzar u silikon.
Illustrar bil-lejżer
Il-mekkaniżmu tateknoloġija tal-illustrar bil-lejżerhija fużjoni dejqa tal-wiċċ u wiċċ fuq fużjoni, billi bbażat ruħha fuq it-tidwib mill-ġdid tal-wiċċ u s-solidifikazzjoni mill-ġdid tas-saff imdewweb bil-lejżer. Meta wiċċ tal-metall jiġi irradjat b'lejżer b'enerġija għolja biżżejjed, il-wiċċ jgħaddi minn ċertu grad ta 'tidwib mill-ġdid u distribuzzjoni mill-ġdid, u uċuħ lixxi jinkisbu permezz ta' stress tat-tensjoni tal-wiċċ u gravità qabel is-solidifikazzjoni.
Il-ħxuna kollha tas-saff tat-tidwib hija inqas mill-għoli mill-ħawt sal-quċċata, u b'hekk tippermetti li l-metall imdewweb kollu jimla l-ħawt fil-qrib, il-forza li tmexxi għal dan il-mili tkun l-effett kapillari, filwaqt li saff ta 'tidwib eħxen jinduċi l-metall likwidu biex tgħaddi 'l barra miċ-ċentru tal-pool tat-tidwib, il-forza li tmexxi għar-ridistribuzzjoni tkun l-effett termo-kapillari jew l-effett Marconi.
Eżempji ta 'applikazzjoni bħal ċeramika tal-karbur tas-silikon, il-materjal għal komponenti ottiċi tat-teleskopju ħfief u kbar (speċjalment mirja ta' daqs kbir u b'forma kumplessa.) RB-SiC, bħala materjal tipiku ta 'ebusija għolja, fażi kumplessa, għandu diffiċli u ineffiċjenti teknika għall-illustrar ta' preċiżjoni tal-uċuħ. Billi timmodifika l-wiċċ ta 'RB-SiC miksi minn qabel bi trab Si bil-laser femtosecond, wiċċ ottiku bi ħruxija tal-wiċċ Sq ta' 4.45 nm jista 'jinkiseb wara biss 4.5 sigħat ta' illustrar, li jtejjeb l-effiċjenza tal-illustrar b'aktar minn tliet darbiet meta mqabbel ma ' tħin dirett u illustrar. Illustrar bil-lejżer huwa wkoll użat ħafna fl-illustrar ta 'forom, kammijiet u xfafar tat-turbini.
Blasting bil-lejżer
Laser impact peening, magħruf ukoll bħala laser-blasting, huwa irradjazzjoni ta 'densità għolja ta' enerġija, fokus għoli, laser tal-polz qasir (λ=1053nm) tal-wiċċ tal-partijiet tal-metall, metall tal-wiċċ (jew saff ta 'assorbiment) fil- densità ta 'qawwa għolja tar-rwol tal-laser fil-formazzjoni istantanja tal-isplużjoni tal-plażma, l-isplużjoni tal-mewġa ta' xokk fir-restrizzjonijiet fuq is-saff tal-konfini tal-partijiet tal-metall ġewwa t-trasferiment sabiex is-saff tal-wiċċ tal-ħbub jipproduċi deformazzjoni tal-plastik kompressiva fil-wiċċ saff tal-partijiet f'firxa eħxen Ikseb stress kompressiv residwu, irfinar tal-qamħ u effetti oħra ta 'tisħiħ tal-wiċċ. Meta mqabbel ma 'shot blasting mekkaniku tradizzjonali għandu l-vantaġġi li ġejjin
1. Direzzjonalità qawwija: il-lejżer jaġixxi fuq il-wiċċ tal-metall f'angolu kkontrollat, b'effiċjenza għolja ta 'konverżjoni tal-enerġija, filwaqt li l-angolu tal-impatt tal-projettili mekkaniku huwa każwali;
2. Forza kbira: tifqigħ tal-plażma tal-blasting bil-lejżer iġġenerat mill-pressjoni istantanja sa diversi GPa; densità tal-qawwa: l-ogħla densità tal-qawwa tal-impatt tal-lejżer tilħaq diversi għexieren ta 'GW/cm2;
Integrità tajba tal-wiċċ: l-impatt tal-laser fuq il-wiċċ huwa kważi l-ebda effett ta 'sputtering, u wara l-isparatura mekkanika tal-isparatura, il-morfoloġija tal-wiċċ hija mħassra biex tipproduċi konċentrazzjonijiet ta' stress.
L-impatt tal-lejżer wara li l-valur massimu tal-istress kompressiv ikun aħjar, l-istress kompressiv residwu tal-wiċċ żdied b'madwar 40 fil-mija sa 50 fil-mija, il-ħajja tal-għeja tal-biċċa tax-xogħol, reżistenza għal temperatura għolja u molding tal-liwi u indikaturi oħra relatati ta 'valur numeriku tjiebu b'mod sinifikanti . Bħalissa, ġie applikat fil-qasam tat-trattament tal-wiċċ tal-inġenji tal-ajru, it-trattament tal-wiċċ tal-magni tal-ajru u l-bqija.
