สมัครสมาชิกโซเชียลมีเดียของเราสำหรับโพสต์ที่รวดเร็ว
การประมวลผลด้วยเลเซอร์เบื้องต้นในการผลิต
เทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์มีประสบการณ์การพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่าง ๆ เช่นการบินและอวกาศยานยนต์อิเล็กทรอนิกส์และอื่น ๆ มันมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ผลผลิตแรงงานและระบบอัตโนมัติในขณะที่ลดมลพิษและการบริโภควัสดุ (กง, 2012)
การแปรรูปเลเซอร์ในวัสดุโลหะและไม่ใช่โลหะ
การใช้งานหลักของการประมวลผลด้วยเลเซอร์ในทศวรรษที่ผ่านมานั้นอยู่ในวัสดุโลหะรวมถึงการตัดการเชื่อมและการหุ้ม อย่างไรก็ตามสนามกำลังขยายไปสู่วัสดุที่ไม่ใช่โลหะเช่นสิ่งทอแก้วพลาสติกโพลีเมอร์และเซรามิก วัสดุเหล่านี้แต่ละชิ้นเปิดโอกาสในอุตสาหกรรมต่าง ๆ แม้ว่าพวกเขาจะได้สร้างเทคนิคการประมวลผลแล้ว (Yumoto et al., 2017)
ความท้าทายและนวัตกรรมในการแปรรูปเลเซอร์แก้ว
แก้วที่มีการใช้งานที่กว้างขวางในอุตสาหกรรมเช่นยานยนต์การก่อสร้างและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นพื้นที่สำคัญสำหรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์ วิธีการตัดแก้วแบบดั้งเดิมซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องมือโลหะผสมหรือเพชรที่แข็งถูก จำกัด ด้วยประสิทธิภาพต่ำและขอบขรุขระ ในทางตรงกันข้ามการตัดด้วยเลเซอร์ให้ทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้น สิ่งนี้เห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเช่นการผลิตสมาร์ทโฟนที่ใช้การตัดด้วยเลเซอร์สำหรับฝาครอบเลนส์กล้องและหน้าจอแสดงผลขนาดใหญ่ (Ding et al., 2019)
การประมวลผลด้วยเลเซอร์ประเภทแก้วที่มีมูลค่าสูง
แก้วประเภทต่าง ๆ เช่นแก้วออปติคัลแก้วควอตซ์และแก้วไพลินนำเสนอความท้าทายที่ไม่เหมือนใครเนื่องจากธรรมชาติที่เปราะบาง อย่างไรก็ตามเทคนิคเลเซอร์ขั้นสูงเช่นการแกะสลักด้วยเลเซอร์ femtosecond ได้เปิดใช้งานการประมวลผลที่แม่นยำของวัสดุเหล่านี้ (Sun & Flores, 2010)
อิทธิพลของความยาวคลื่นต่อกระบวนการทางเทคโนโลยีเลเซอร์
ความยาวคลื่นของเลเซอร์มีผลต่อกระบวนการอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุเช่นเหล็กโครงสร้าง เลเซอร์ที่เปล่งออกมาในพื้นที่อัลตราไวโอเลต, มองเห็นได้, ใกล้และอยู่ใกล้กับพื้นที่อินฟราเรดได้รับการวิเคราะห์สำหรับความหนาแน่นพลังงานที่สำคัญของพวกเขาสำหรับการละลายและการระเหย (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019)
แอพพลิเคชั่นที่หลากหลายตามความยาวคลื่น
ทางเลือกของความยาวคลื่นเลเซอร์ไม่ได้เป็นไปตามอำเภอใจ แต่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุและผลลัพธ์ที่ต้องการ ตัวอย่างเช่นเลเซอร์ UV (ที่มีความยาวคลื่นที่สั้นกว่า) นั้นยอดเยี่ยมสำหรับการแกะสลักที่แม่นยำและการจัดเรียงไมโครมิเตอร์เนื่องจากพวกเขาสามารถสร้างรายละเอียดที่ดีขึ้น สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ในทางตรงกันข้ามเลเซอร์อินฟราเรดมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการประมวลผลวัสดุที่หนาขึ้นเนื่องจากความสามารถในการเจาะลึกลงไปทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมหนัก (Majumdar & Manna, 2013) เลเซอร์สีเขียวที่คล้ายกันโดยทั่วไปจะทำงานที่ความยาวคลื่น 532 นาโนเมตรค้นหาช่องในแอปพลิเคชันที่ต้องการความแม่นยำสูงด้วยผลกระทบความร้อนน้อยที่สุด พวกเขามีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในไมโครอิเล็กทรอนิกส์สำหรับงานเช่นรูปแบบวงจรในการใช้งานทางการแพทย์สำหรับขั้นตอนเช่น photocoagulation และในภาคพลังงานหมุนเวียนสำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ ความยาวคลื่นที่เป็นเอกลักษณ์ของเลเซอร์สีเขียวยังทำให้เหมาะสำหรับการทำเครื่องหมายและแกะสลักวัสดุที่หลากหลายรวมถึงพลาสติกและโลหะที่ต้องการความคมชัดสูงและความเสียหายพื้นผิวน้อยที่สุด การปรับตัวของเลเซอร์สีเขียวนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการเลือกความยาวคลื่นในเทคโนโลยีเลเซอร์เพื่อให้มั่นใจว่าผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุและการใช้งานเฉพาะ
ที่เลเซอร์สีเขียว 525nmเป็นเทคโนโลยีเลเซอร์ประเภทเฉพาะที่โดดเด่นด้วยการปล่อยแสงสีเขียวที่แตกต่างกันที่ความยาวคลื่น 525 นาโนเมตร เลเซอร์สีเขียวที่ความยาวคลื่นนี้จะค้นหาแอปพลิเคชันในจอประสาทตา photocoagulation ซึ่งพลังงานสูงและความแม่นยำของพวกเขามีประโยชน์ พวกเขายังมีประโยชน์ในการประมวลผลวัสดุโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาที่ต้องใช้การประมวลผลแรงกระแทกที่แม่นยำและน้อยที่สุด.การพัฒนาไดโอดเลเซอร์สีเขียวบนพื้นผิว C-plane GaN ไปสู่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นที่ 524–532 นาโนเมตรทำเครื่องหมายความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีเลเซอร์ การพัฒนานี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องการลักษณะความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจง
คลื่นอย่างต่อเนื่องและแหล่งเลเซอร์แบบจำลอง
คลื่นต่อเนื่อง (CW) และแหล่งเลเซอร์เสมือนกึ่ง CW ที่มีความยาวคลื่นต่าง ๆ เช่นใกล้อินฟราเรด (NIR) ที่ 1064 นาโนเมตรสีเขียวที่ 532 นาโนเมตรและอัลตราไวโอเลต (UV) ที่ 355 นาโนเมตร ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันมีผลกระทบต่อการผลิตและประสิทธิภาพการผลิต (Patel et al., 2011)
เลเซอร์ Excimer สำหรับวัสดุช่องว่างวงกว้าง
เลเซอร์ Excimer ที่ทำงานที่ความยาวคลื่น UV เหมาะสำหรับการประมวลผลวัสดุแบนด์แบดสีกว้างเช่นแก้วและพอลิเมอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) ซึ่งให้ความแม่นยำสูงและผลกระทบทางความร้อนน้อยที่สุด (Kobayashi et al., 2017)
ND: เลเซอร์ YAG สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม
ND: เลเซอร์ YAG ที่มีการปรับตัวในแง่ของการปรับความยาวคลื่นใช้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย ความสามารถในการทำงานที่ทั้ง 1,064 nm และ 532 nm ช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการประมวลผลวัสดุที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นความยาวคลื่น 1064 nm เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแกะสลักลึกบนโลหะในขณะที่ความยาวคลื่น 532 นาโนเมตรให้การแกะสลักพื้นผิวคุณภาพสูงบนพลาสติกและโลหะเคลือบ (Moon et al., 1999)
→ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง：เลเซอร์โซลิดสเตตโซลิดสเตต CW ที่มีความยาวคลื่น 1064nm
การเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูง
เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นใกล้เคียงกับ 1,000 นาโนเมตรมีคุณภาพลำแสงที่ดีและพลังงานสูงถูกนำมาใช้ในการเชื่อมเลเซอร์รูกุญแจสำหรับโลหะ เลเซอร์เหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพไอและละลายวัสดุผลิตรอยเชื่อมคุณภาพสูง (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010)
การรวมการประมวลผลด้วยเลเซอร์เข้ากับเทคโนโลยีอื่น ๆ
การบูรณาการการประมวลผลด้วยเลเซอร์กับเทคโนโลยีการผลิตอื่น ๆ เช่นการหุ้มและการกัดได้นำไปสู่ระบบการผลิตที่มีประสิทธิภาพและหลากหลายมากขึ้น การบูรณาการนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเช่นเครื่องมือและการผลิตตายและการซ่อมแซมเครื่องยนต์ (Nowotny et al., 2010)
การประมวลผลด้วยเลเซอร์ในฟิลด์ที่เกิดขึ้นใหม่
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ขยายไปถึงเขตข้อมูลที่เกิดขึ้นใหม่เช่นเซมิคอนดักเตอร์จอแสดงผลและอุตสาหกรรมฟิล์มบาง ๆ นำเสนอความสามารถใหม่และการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุความแม่นยำของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพของอุปกรณ์ (Hwang et al., 2022)
แนวโน้มในอนาคตในการประมวลผลเลเซอร์
การพัฒนาในอนาคตในเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์มุ่งเน้นไปที่เทคนิคการผลิตแบบใหม่การปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ส่วนประกอบที่หลากหลายทางวิศวกรรมและการเสริมสร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจและขั้นตอน ซึ่งรวมถึงการผลิตโครงสร้างอย่างรวดเร็วด้วยเลเซอร์ที่มีความพรุนควบคุมการเชื่อมแบบไฮบริดและการตัดโปรไฟล์เลเซอร์ของแผ่นโลหะ (Kukreja et al., 2013)
เทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์ที่มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายและนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องกำลังสร้างอนาคตของการผลิตและการประมวลผลวัสดุ ความเก่งกาจและความแม่นยำทำให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ผลักดันขอบเขตของวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม
Lazov, L. , Angelov, N. , & Teirumnieks, E. (2019) วิธีการประมาณเบื้องต้นของความหนาแน่นพลังงานที่สำคัญในกระบวนการทางเทคโนโลยีเลเซอร์สิ่งแวดล้อม. เทคโนโลยี ทรัพยากร. การประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติระหว่างประเทศ. การเชื่อมโยง
Patel, R. , Wenham, S. , Tjahjono, B. , Hallam, B. , Sugianto, A. , & Bovatsek, J. (2011) การผลิตความเร็วสูงของเซลล์แสงอาทิตย์แบบเลือกด้วยเลเซอร์ที่เลือกใช้เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่อเนื่องโดยใช้คลื่นต่อเนื่อง 532Nm (CW) และแหล่งกำเนิดเลเซอร์เสมือนกึ่ง CW-CW แบบจำลองการเชื่อมโยง
Kobayashi, M. , Kakizaki, K. , Oizumi, H. , Mimura, T. , Fujimoto, J. , & Mizoguchi, H. (2017) การประมวลผลเลเซอร์พลังงานสูง DUV สำหรับแก้วและ CFRPการเชื่อมโยง
Moon, H. , Yi, J. , Rhee, Y. , Cha, B. , Lee, J. , & Kim, K.-S. (1999) ความถี่ intracavity ที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากเลเซอร์ตัวสะท้อนแสงแบบกระจายแบบไดโอดแบบ Diode ND: YAG เลเซอร์โดยใช้คริสตัล KTPการเชื่อมโยง
Salminen, A. , Piili, H. , & Purtonen, T. (2010) ลักษณะของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานสูงการดำเนินการของสถาบันวิศวกรเครื่องกลส่วน C: วารสารวิทยาศาสตร์วิศวกรรมเครื่องกล, 224, 1019-1029การเชื่อมโยง
Majumdar, J. , & Manna, I. (2013) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการผลิตเลเซอร์ช่วยการผลิตวัสดุการเชื่อมโยง
กง, S. (2012) การตรวจสอบและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลเลเซอร์ขั้นสูงการเชื่อมโยง
Yumoto, J. , Torizuka, K. , & Kuroda, R. (2017) การพัฒนาเตียงทดสอบการผลิตด้วยเลเซอร์และฐานข้อมูลสำหรับการประมวลผลวัสดุเลเซอร์การทบทวนวิศวกรรมเลเซอร์ 45, 565-570การเชื่อมโยง
Ding, Y. , Xue, Y. , Pang, J. , Yang, L.-J. , & Hong, M. (2019) ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการตรวจสอบในแหล่งกำเนิดสำหรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์Scientia Sinica Physica, Mechanica & Astronomica. การเชื่อมโยง
Sun, H. , & Flores, K. (2010) การวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของแก้วโลหะขนาดใหญ่ที่ใช้เลเซอร์ที่ผ่านการประมวลผลด้วยเลเซอร์การทำธุรกรรมโลหะและวัสดุ. การเชื่อมโยง
Nowotny, S. , Muenster, R. , Scharek, S. , & Beyer, E. (2010) เซลล์เลเซอร์แบบบูรณาการสำหรับการหุ้มเลเซอร์แบบรวมและการกัดแอสเซมบลีอัตโนมัติ 30(1), 36-38การเชื่อมโยง
Kukreja, LM, Kaul, R. , Paul, C. , Ganesh, P. , & Rao, BT (2013) เทคนิคการประมวลผลวัสดุเลเซอร์ที่เกิดขึ้นใหม่สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมในอนาคตการเชื่อมโยง
Hwang, E. , Choi, J. , & Hong, S. (2022) กระบวนการสูญญากาศที่ช่วยด้วยเลเซอร์ที่เกิดขึ้นใหม่สำหรับการผลิตที่ให้ผลตอบแทนสูงและมีความแม่นยำสูงนาโน. การเชื่อมโยง
เวลาโพสต์: ม.ค. 18-2024