Abonneer u op onze sociale media voor snelle berichten
Inleiding tot laserverwerking in de productie
Laserverwerkingstechnologie heeft een snelle ontwikkeling doorgemaakt en wordt veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector, de elektronica en meer.Het speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de productkwaliteit, de arbeidsproductiviteit en de automatisering, terwijl het de vervuiling en het materiaalverbruik terugdringt (Gong, 2012).
Laserverwerking in metalen en niet-metalen materialen
De belangrijkste toepassing van laserbewerking in het afgelopen decennium was in metalen materialen, waaronder snijden, lassen en bekleding.Het veld breidt zich echter uit naar niet-metalen materialen zoals textiel, glas, kunststoffen, polymeren en keramiek.Elk van deze materialen biedt kansen in verschillende industrieën, hoewel ze al over gevestigde verwerkingstechnieken beschikken (Yumoto et al., 2017).
Uitdagingen en innovaties bij de laserverwerking van glas
Glas, met zijn brede toepassingen in sectoren als de automobielsector, de bouw en de elektronica, vertegenwoordigt een belangrijk gebied voor laserverwerking.Traditionele glassnijmethoden, waarbij gebruik wordt gemaakt van gereedschappen van harde legeringen of diamanten, worden beperkt door een laag rendement en ruwe randen.Lasersnijden biedt daarentegen een efficiënter en nauwkeuriger alternatief.Dit is vooral duidelijk in sectoren zoals de productie van smartphones, waar lasersnijden wordt gebruikt voor cameralensafdekkingen en grote beeldschermen (Ding et al., 2019).
Laserbewerking van hoogwaardige glassoorten
Verschillende soorten glas, zoals optisch glas, kwartsglas en saffierglas, bieden unieke uitdagingen vanwege hun broze aard.Geavanceerde lasertechnieken zoals femtoseconde-laseretsen hebben echter een nauwkeurige verwerking van deze materialen mogelijk gemaakt (Sun & Flores, 2010).
Invloed van golflengte op lasertechnologische processen
De golflengte van de laser heeft een aanzienlijke invloed op het proces, vooral bij materialen als constructiestaal.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 op basis van 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 geschikt voor nauwkeurig graveren en microbewerking, omdat ze fijnere details kunnen produceren.Dit maakt ze ideaal voor de halfgeleider- en micro-elektronica-industrie.Infraroodlasers zijn daarentegen efficiënter voor de verwerking van dikker materiaal vanwege hun diepere penetratievermogen, waardoor ze geschikt zijn voor zware industriële toepassingen.(Majumdar & Manna, 2013). Op dezelfde manier vinden groene lasers, die doorgaans werken op een golflengte van 532 nm, hun niche in toepassingen die hoge precisie vereisen met minimale thermische impact.Ze zijn bijzonder effectief in de micro-elektronica voor taken als het vormen van circuits, in medische toepassingen voor procedures zoals fotocoagulatie, en in de duurzame energiesector voor de fabricage van zonnecellen.De unieke golflengte van groene lasers maakt ze ook geschikt voor het markeren en graveren van diverse materialen, waaronder kunststoffen en metalen, waarbij een hoog contrast en minimale oppervlakteschade gewenst zijn.Dit aanpassingsvermogen van groene lasers onderstreept het belang van golflengteselectie in lasertechnologie, waardoor optimale resultaten voor specifieke materialen en toepassingen worden gegarandeerd.
DeGroene laser van 525 nmis een specifiek type lasertechnologie dat wordt gekenmerkt door de duidelijke emissie van groen licht bij een golflengte van 525 nanometer.Groene lasers op deze golflengte vinden toepassingen in fotocoagulatie van het netvlies, waar hun hoge vermogen en precisie gunstig zijn.Ze zijn ook potentieel nuttig bij materiaalverwerking, vooral op gebieden waar nauwkeurige en minimale thermische impactverwerking vereist is.De ontwikkeling van groene laserdiodes op een GaN-substraat in het c-vlak naar langere golflengten bij 524–532 nm markeert een aanzienlijke vooruitgang in de lasertechnologie.Deze ontwikkeling is cruciaal voor toepassingen die specifieke golflengtekarakteristieken vereisen
Continugolf- en modelvergrendelde laserbronnen
Continue golf (CW) en modelocked quasi-CW-laserbronnen op verschillende golflengten zoals nabij-infrarood (NIR) bij 1064 nm, groen bij 532 nm en ultraviolet (UV) bij 355 nm worden overwogen voor laserdotering van selectieve emitter-zonnecellen.Verschillende golflengten hebben gevolgen voor het aanpassingsvermogen en de efficiëntie van de productie (Patel et al., 2011).
Excimerlasers voor materialen met een brede bandafstand
Excimerlasers, die werken op een UV-golflengte, zijn geschikt voor het verwerken van materialen met een brede bandafstand, zoals glas en met koolstofvezel versterkt polymeer (CFRP), en bieden hoge precisie en minimale thermische impact (Kobayashi et al., 2017).
Nd:YAG-lasers voor industriële toepassingen
Nd:YAG-lasers, met hun aanpassingsvermogen in termen van golflengteafstemming, worden in een breed scala aan 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 diepgraveren op metalen, terwijl de golflengte van 532 nm hoogwaardige oppervlaktegravering op kunststoffen en gecoate metalen mogelijk maakt (Moon et al., 1999).
→ Gerelateerde producten:CW-diodegepompte vastestoflaser met een golflengte van 1064 nm
Vezellaserlassen met hoog vermogen
Lasers met golflengten dichtbij 1000 nm, met een goede straalkwaliteit en een hoog vermogen, worden gebruikt bij sleutelgatlaserlassen voor metalen.Deze lasers verdampen en smelten materialen efficiënt, waardoor hoogwaardige lasnaden worden geproduceerd (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Integratie van laserverwerking met andere technologieën
De integratie van laserverwerking met andere productietechnologieën, zoals cladden en frezen, heeft geleid tot efficiëntere en veelzijdigere productiesystemen.Deze integratie is vooral gunstig in sectoren zoals de productie van gereedschappen en matrijzen en motorreparatie (Nowotny et al., 2010).
Laserverwerking in opkomende velden
De toepassing van lasertechnologie strekt zich uit tot opkomende gebieden zoals de halfgeleider-, beeldscherm- en dunnefilmindustrie, waardoor nieuwe mogelijkheden worden geboden en de materiaaleigenschappen, productprecisie en apparaatprestaties worden verbeterd (Hwang et al., 2022).
Toekomstige trends in laserverwerking
Toekomstige ontwikkelingen in de laserverwerkingstechnologie zijn gericht op nieuwe fabricagetechnieken, het verbeteren van de productkwaliteit, het ontwerpen van geïntegreerde multi-materiaalcomponenten en het vergroten van de economische en procedurele voordelen.Dit omvat onder meer de snelle laserproductie van constructies met gecontroleerde porositeit, hybride lassen en laserprofielsnijden van metalen platen (Kukreja et al., 2013).
Laserverwerkingstechnologie, met zijn uiteenlopende toepassingen en voortdurende innovaties, geeft vorm aan de toekomst van productie en materiaalverwerking.De veelzijdigheid en precisie maken het tot een onmisbaar hulpmiddel in diverse industrieën, waarbij de grenzen van traditionele productiemethoden worden verlegd.
Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019).METHODE VOOR EEN VOORLOPIGE SCHATTING VAN DE KRITIEKE VERMOGENSDICHTHEID IN LASERTECHNOLOGISCHE PROCESSEN.OMGEVING.TECHNOLOGIEËN.BRONNEN.Proceedings van de Internationale Wetenschappelijke en Praktische Conferentie. Koppeling
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., en Bovatsek, J. (2011).Snelle fabricage van laserdoping-selectieve emitter-zonnecellen met behulp van 532 nm Continuous Wave (CW) en modellocked Quasi-CW-laserbronnen.Koppeling
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., en Mizoguchi, H. (2017).DUV-lasers met hoog vermogen voor glas en CFRP.Koppeling
Maan, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., en Kim, K.-S.(1999).Efficiënte intracaviteitsfrequentieverdubbeling van een diffusieve reflector-type diode, aan de zijkant gepompte Nd: YAG-laser met behulp van een KTP-kristal.Koppeling
Salminen, A., Piili, H., en Purtonen, T. (2010).De kenmerken van vezellaserlassen met hoog vermogen.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Deel C: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Koppeling
Majumdar, J., en Manna, I. (2013).Inleiding tot laserondersteunde fabricage van materialen.Koppeling
Gong, S. (2012).Onderzoeken en toepassingen van geavanceerde laserverwerkingstechnologie.Koppeling
Yumoto, J., Torizuka, K., en Kuroda, R. (2017).Ontwikkeling van een testbed voor laserproductie en een database voor de verwerking van lasermateriaal.De recensie van lasertechniek, 45, 565-570.Koppeling
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019).Vooruitgang in in-situ monitoringtechnologie voor laserverwerking.SCIENTIA SINICA Fysica, Mechanica en Astronomica. Koppeling
Zon, H., en Flores, K. (2010).Microstructurele analyse van een laserverwerkt op Zr gebaseerd bulkmetaalglas.Metallurgische en materiaaltransacties A. Koppeling
Nowotny, S., Münster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010).Geïntegreerde lasercel voor gecombineerd lasercladden en frezen.Assemblageautomatisering, 30(1), 36-38.Koppeling
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013).Opkomende lasermateriaalverwerkingstechnieken voor toekomstige industriële toepassingen.Koppeling
Hwang, E., Choi, J., en Hong, S. (2022).Opkomende laserondersteunde vacuümprocessen voor ultraprecieze productie met hoog rendement.Nanoschaal. Koppeling
Posttijd: 18 januari 2024