De groeiende rol van laserverwerking bij metalen, glas en verder

Abonneer u op onze sociale media voor een snel bericht

Inleiding tot laserverwerking in de productie

Laserverwerkingstechnologie heeft een snelle ontwikkeling ervaren en wordt veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals ruimtevaart, automotive, elektronica en meer. Het speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de productkwaliteit, arbeidsproductiviteit en automatisering, terwijl de vervuiling en materiaalverbruik wordt verminderd (Gong, 2012).

Laserverwerking in metaal- en niet-metaalmaterialen

De primaire toepassing van laserverwerking in het afgelopen decennium was in metalen materialen, waaronder snijden, lassen en bekleding. Het veld breidt zich echter uit naar niet-metaalmaterialen zoals textiel, glas, kunststoffen, polymeren en keramiek. Elk van deze materialen opent kansen in verschillende industrieën, hoewel ze al verwerkingstechnieken hebben vastgesteld (Yumoto et al., 2017).

Uitdagingen en innovaties in laserverwerking van glas

Glas, met zijn brede toepassingen in industrieën zoals automotive, constructie en elektronica, is een belangrijk gebied voor laserverwerking. Traditionele methoden voor het snijden van glas, waarbij harde legering of diamantgereedschap inhoudt, worden beperkt door laag efficiëntie en ruwe randen. Lasersnijden biedt daarentegen een efficiënter en nauwkeuriger alternatief. Dit is vooral duidelijk in industrieën zoals smartphoneproductie, waar lasersnijden worden gebruikt voor cameralensafdekkingen en grote displayschermen (Ding et al., 2019).

Laserverwerking van hoogwaardige glazen types

Verschillende soorten glas, zoals optisch glas, kwartsglas en saffierglas, vormen unieke uitdagingen vanwege hun brosse aard. Geavanceerde lasertechnieken zoals femtoseconde laseretsen hebben echter een precisieverwerking van deze materialen mogelijk gemaakt (Sun & Flores, 2010).

Invloed van golflengte op lasertechnologische processen

De golflengte van de laser beïnvloedt het proces aanzienlijk, vooral voor materialen zoals structureel staal. Lasers die uitzenden in ultraviolette, zichtbare, nabije en verre infraroodgebieden zijn geanalyseerd op hun kritische vermogensdichtheid voor smelten en verdamping (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).

Diverse toepassingen gebaseerd op golflengten

De keuze van de lasergolflengte is niet willekeurig, maar is sterk afhankelijk van de eigenschappen van het materiaal en het gewenste resultaat. UV -lasers (met kortere golflengten) zijn bijvoorbeeld uitstekend voor precisie -gravure en micromachining, omdat ze fijnere details kunnen produceren. Dit maakt hen ideaal voor de semiconductor en micro -elektronica -industrie. Infrarood lasers zijn daarentegen efficiënter voor dikkere materiaalverwerking vanwege hun diepere penetratiemogelijkheden, waardoor ze geschikt zijn voor zware industriële toepassingen. (Majumdar & Manna, 2013). Samengevat werken groene lasers, meestal met een golflengte van 532 nm, hun niche vinden in toepassingen die een hoge precisie vereisen met minimale thermische impact. Ze zijn vooral effectief in micro -elektronica voor taken zoals circuitpatronen, in medische toepassingen voor procedures zoals fotocoagulatie en in de sector voor hernieuwbare energie voor de fabricage van zonnecellen. De unieke golflengte van Green Lasers maakt ze ook geschikt voor het markeren en graveren van diverse materialen, inclusief kunststoffen en metalen, waar een hoog contrast en minimale oppervlakteschade gewenst zijn. Dit aanpassingsvermogen van groene lasers onderstreept het belang van golflengtelectie in lasertechnologie, waardoor optimale resultaten voor specifieke materialen en toepassingen worden gewaarborgd.

De525 nm groene laseris een specifiek type lasertechnologie gekenmerkt door zijn verschillende groene lichtemissie bij de golflengte van 525 nanometer. Groene lasers op deze golflengte vinden toepassingen bij retinale fotocoagulatie, waarbij hun hoge vermogen en precisie gunstig zijn. Ze zijn ook potentieel nuttig bij materiaalverwerking, met name op gebieden die nauwkeurige en minimale thermische impactverwerking vereisen.De ontwikkeling van groene laserdioden op C-Plane GAN-substraat naar langere golflengten bij 524-532 nm markeert een aanzienlijke vooruitgang in lasertechnologie. Deze ontwikkeling is cruciaal voor toepassingen die specifieke golflengtekarakteristieken vereisen

Continue golf en modellokte laserbronnen

Continue Wave (CW) en Modelocked quasi-CW laserbronnen bij verschillende golflengten zoals bijna-infrarood (NIR) bij 1064 nm, groen bij 532 nm en ultraviolet (UV) bij 355 nm worden in overweging genomen voor laser doping selectieve emitter solarcellen. Verschillende golflengten hebben gevolgen voor het aanpassingsvermogen en de efficiëntie van de productie (Patel et al., 2011).

Excimer -lasers voor materialen met brede band gap

Excimer-lasers, die werken op een UV-golflengte, zijn geschikt voor het verwerken van brede bandgap-materialen zoals glas en koolstofvezelversterkte polymeer (CFRP), die een hoge precisie en minimale thermische impact bieden (Kobayashi et al., 2017).

ND: YAG Lasers voor industriële toepassingen

ND: YAG -lasers, met hun aanpassingsvermogen in termen van afstemming van de golflengte, worden in een breed scala van toepassingen gebruikt. Hun vermogen om te werken bij zowel 1064 nm als 532 nm zorgt voor flexibiliteit bij het verwerken van verschillende materialen. De golflengte van 1064 nm is bijvoorbeeld ideaal voor diepe gravure op metalen, terwijl de 532 nm golflengte zorgt voor een oppervlakte-gravure van hoge kwaliteit op kunststoffen en gecoate metalen (Moon et al., 1999).

→ Gerelateerde producten:CW-diode-gepompte laser met vaste toestand met 1064 nm golflengte

High Power Fiber Laser Lassen

Lasers met golflengten van dichtbij 1000 nm, met een goede straalkwaliteit en hoog vermogen, worden gebruikt in sleutelgatlaserlassen voor metalen. Deze lasers verdampen en smelten materialen efficiënt en produceren van hoogwaardige lassen (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).

Integratie van laserverwerking met andere technologieën

De integratie van laserverwerking met andere productietechnologieën, zoals bekleding en frezen, heeft geleid tot efficiëntere en veelzijdige productiesystemen. Deze integratie is met name gunstig in industrieën zoals gereedschaps- en matrijsproductie en motorreparatie (Nowotny et al., 2010).

Laserverwerking in opkomende velden

De toepassing van lasertechnologie strekt zich uit tot opkomende velden zoals halfgeleider-, display- en dunne filmindustrie, biedt nieuwe mogelijkheden en het verbeteren van materiaaleigenschappen, productprecisie en apparaatprestaties (Hwang et al., 2022).

Toekomstige trends in laserverwerking

Toekomstige ontwikkelingen in laserverwerkingstechnologie zijn gericht op nieuwe fabricagetechnieken, het verbeteren van productkwaliteiten, engineering geïntegreerde multi-materiële componenten en het verbeteren van economische en procedurele voordelen. Dit omvat laser snelle productie van structuren met gecontroleerde porositeit, hybride lassen en laserprofiel snijden van metaalplaten (Kukreja et al., 2013).

Laserverwerkingstechnologie, met zijn diverse toepassingen en continue innovaties, vormt de toekomst van productie en materiaalverwerking. De veelzijdigheid en precisie maken het een onmisbaar hulpmiddel in verschillende industrieën, waardoor de grenzen van traditionele productiemethoden worden verlegd.

Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). Methode voor voorlopige schatting van de kritische vermogensdichtheid in lasertechnologische processen.OMGEVING. Technologieën. BRONNEN. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. Link
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Suianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Snelle fabricage van laser doping selectieve emitter zonnecellen met behulp van 532 Nm continue golf (CW) en ModelOCKed quasi-CW laserbronnen.Link
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DuV High Power Lasers verwerking voor glas en CFRP.Link
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Efficiënte intracavity-frequentie verdubbeld van een diffusieve reflector-type diode zijponterige ND: YAG-laser met behulp van een KTP-kristal.Link
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). De kenmerken van laserslassen met een hoog vermogen.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Link
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Inleiding tot laserondersteunde fabricage van materialen.Link
Gong, S. (2012). Onderzoek en toepassingen van geavanceerde laserverwerkingstechnologie.Link
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Ontwikkeling van een laserfabricage-testbed en database voor lasermateriaalverwerking.De beoordeling van Laser Engineering, 45, 565-570.Link
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Vooruitgang in in-situ monitoringtechnologie voor laserverwerking.Scientia Sinica Physica, Mechanica & Astronomica. Link
Sun, H., & Flores, K. (2010). Microstructurele analyse van een laser-verwerkte ZR-gebaseerd bulkmetallisch glas.Metallurgische en materialen transacties a. Link
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Geïntegreerde lasercel voor gecombineerde laserbekleding en frezen.Automatisering van de montage, 30(1), 36-38.Link
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Opkomende lasermaterialen verwerkingstechnieken voor toekomstige industriële toepassingen.Link
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Opkomende laserondersteunde vacuümprocessen voor ultra-precisie, hoogrentende productie.Nanoschaal. Link

 

Gerelateerd nieuws
>> Gerelateerde inhoud

Posttijd: januari-18-2024