Lazer İşlemenin Metal, Cam ve Ötesinde Genişleyen Rolü

Hızlı Gönderiler İçin Sosyal Medyamıza Abone Olun

Üretimde Lazer İşleme Giriş

Lazer işleme teknolojisi hızlı bir gelişme yaşamıştır ve havacılık, otomotiv, elektronik ve daha fazlası gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kirliliği ve malzeme tüketimini azaltırken ürün kalitesini, iş gücü verimliliğini ve otomasyonu iyileştirmede önemli bir rol oynar (Gong, 2012).

Metal ve Metal Olmayan Malzemelerde Lazer İşleme

Son on yılda lazer işlemenin birincil uygulaması kesme, kaynaklama ve kaplama dahil olmak üzere metal malzemelerde olmuştur. Ancak alan tekstil, cam, plastik, polimer ve seramik gibi metal olmayan malzemelere doğru genişliyor. Bu malzemelerin her biri, halihazırda yerleşik işleme teknikleri olmasına rağmen, çeşitli endüstrilerde fırsatlar yaratmaktadır (Yumoto ve diğerleri, 2017).

Camın Lazer İşlemesinde Zorluklar ve Yenilikler

Otomotiv, inşaat ve elektronik gibi endüstrilerdeki geniş uygulamalarıyla cam, lazer işleme için önemli bir alanı temsil etmektedir. Sert alaşımlı veya elmas aletler içeren geleneksel cam kesme yöntemleri, düşük verimlilik ve pürüzlü kenarlar nedeniyle sınırlıdır. Buna karşılık lazer kesim daha verimli ve hassas bir alternatif sunar. Bu, özellikle kamera merceği kapakları ve büyük ekranlar için lazer kesimin kullanıldığı akıllı telefon üretimi gibi endüstrilerde belirgindir (Ding ve diğerleri, 2019).

Yüksek Değerli Cam Türlerinin Lazerle İşlenmesi

Optik cam, kuvars cam ve safir cam gibi farklı cam türleri, kırılgan doğaları nedeniyle benzersiz zorluklar sunar. Ancak femtosaniye lazerle aşındırma gibi gelişmiş lazer teknikleri bu malzemelerin hassas şekilde işlenmesine olanak sağlamıştır (Sun ve Flores, 2010).

Dalgaboyunun Lazer Teknolojik Süreçlerine Etkisi

Lazerin dalga boyu, özellikle yapısal çelik gibi malzemeler için prosesi önemli ölçüde etkiler. Ultraviyole, görünür, yakın ve uzak kızılötesi alanlarda yayılan lazerler, erime ve buharlaşmaya yönelik kritik güç yoğunlukları açısından analiz edilmiştir (Lazov, Angelov ve Teirumnieks, 2019).

Dalga Boylarına Göre Çeşitli Uygulamalar

Lazer dalga boyunun seçimi keyfi değildir ancak büyük ölçüde malzemenin özelliklerine ve istenen sonuca bağlıdır. Örneğin, UV lazerler (daha kısa dalga boylarına sahip), daha ince ayrıntılar üretebildikleri için hassas gravür ve mikro işleme için mükemmeldir. Bu onları yarı iletken ve mikroelektronik endüstrileri için ideal kılar. Buna karşılık kızılötesi lazerler, daha derin nüfuz etme yetenekleri nedeniyle daha kalın malzeme işlemede daha verimlidir ve bu da onları ağır endüstriyel uygulamalar için uygun kılar. (Majumdar & Manna, 2013).Benzer şekilde, tipik olarak 532 nm dalga boyunda çalışan yeşil lazerler, minimum termal etki ile yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kendilerine yer bulmaktadır. Mikroelektronikte devre modelleme gibi görevlerde, tıbbi uygulamalarda fotokoagülasyon gibi prosedürlerde ve yenilenebilir enerji sektöründe güneş pili imalatında etkilidirler. Yeşil lazerlerin benzersiz dalga boyu aynı zamanda onları, yüksek kontrastın ve minimum yüzey hasarının istendiği plastik ve metaller de dahil olmak üzere çeşitli malzemelerin markalanması ve kazınması için de uygun hale getirir. Yeşil lazerlerin bu uyarlanabilirliği, lazer teknolojisinde dalga boyu seçiminin önemini vurgulayarak belirli malzemeler ve uygulamalar için en iyi sonuçları sağlar.

525nm yeşil lazer525 nanometre dalga boyunda belirgin yeşil ışık emisyonu ile karakterize edilen özel bir lazer teknolojisi türüdür. Bu dalga boyundaki yeşil lazerler, yüksek güç ve hassasiyetlerinin faydalı olduğu retinal fotokoagülasyonda uygulama alanı bulur. Ayrıca malzeme işlemede, özellikle de hassas ve minimum düzeyde termal darbe işlemi gerektiren alanlarda potansiyel olarak faydalıdırlar..Yeşil lazer diyotların c-düzlemi GaN substratı üzerinde 524-532 nm'de daha uzun dalga boylarına doğru geliştirilmesi, lazer teknolojisinde önemli bir ilerlemeye işaret etmektedir. Bu gelişme, belirli dalga boyu özellikleri gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

Sürekli Dalga ve Model Kilitli Lazer Kaynakları

1064 nm'de yakın kızılötesi (NIR), 532 nm'de yeşil ve 355 nm'de ultraviyole (UV) gibi çeşitli dalga boylarında sürekli dalga (CW) ve model kilitli yarı-CW lazer kaynakları, seçici yayıcı güneş pillerini lazer katkılı olarak kabul edilir. Farklı dalga boylarının üretim uyarlanabilirliği ve verimliliği üzerinde etkileri vardır (Patel ve diğerleri, 2011).

Geniş Bant Aralıklı Malzemeler için Excimer Lazerler

UV dalga boyunda çalışan Excimer lazerler, cam ve karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) gibi geniş bant aralıklı malzemeleri işlemek için uygundur ve yüksek hassasiyet ve minimum termal etki sunar (Kobayashi ve diğerleri, 2017).

Endüstriyel Uygulamalara Yönelik Nd:YAG Lazerler

Nd:YAG lazerler, dalga boyu ayarlama açısından uyarlanabilirlikleri sayesinde çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Hem 1064 nm hem de 532 nm'de çalışabilme yetenekleri, farklı malzemelerin işlenmesinde esneklik sağlar. Örneğin, 1064 nm dalga boyu metallerin derin gravürü için idealdir, 532 nm dalga boyu ise plastikler ve kaplanmış metaller üzerinde yüksek kaliteli yüzey gravürü sağlar.(Moon ve diğerleri, 1999).

→İlgili Ürünler:1064nm dalga boyuna sahip CW Diyot pompalı katı hal lazer

Yüksek Güçlü Fiber Lazer Kaynağı

Metallere yönelik anahtar deliği lazer kaynağında, dalga boyları 1000 nm'ye yakın, iyi ışın kalitesine ve yüksek güce sahip lazerler kullanılmaktadır. Bu lazerler malzemeleri verimli bir şekilde buharlaştırıp eriterek yüksek kaliteli kaynaklar üretir (Salminen, Piili ve Purtonen, 2010).

Lazer İşlemenin Diğer Teknolojilerle Entegrasyonu

Lazer işlemenin kaplama ve frezeleme gibi diğer üretim teknolojileriyle entegrasyonu, daha verimli ve çok yönlü üretim sistemlerine yol açmıştır. Bu entegrasyon özellikle alet ve kalıp imalatı ve motor onarımı gibi endüstrilerde faydalıdır (Nowotny ve diğerleri, 2010).

Gelişen Alanlarda Lazer İşleme

Lazer teknolojisinin uygulanması, yarı iletken, ekran ve ince film endüstrileri gibi yeni gelişen alanlara uzanarak yeni yetenekler sunar ve malzeme özelliklerini, ürün hassasiyetini ve cihaz performansını geliştirir (Hwang ve diğerleri, 2022).

Lazer İşlemede Gelecek Trendler

Lazer işleme teknolojisindeki gelecekteki gelişmeler, yeni üretim tekniklerine, ürün kalitesinin iyileştirilmesine, entegre çoklu malzeme bileşenlerinin mühendisliğine ve ekonomik ve prosedürle ilgili faydaların arttırılmasına odaklanmaktadır. Buna kontrollü gözenekliliğe sahip yapıların lazerle hızlı üretimi, hibrit kaynaklama ve metal levhaların lazerle profil kesimi dahildir (Kukreja ve diğerleri, 2013).

Lazer işleme teknolojisi, çeşitli uygulamaları ve sürekli yenilikleri ile üretim ve malzeme işlemenin geleceğini şekillendiriyor. Çok yönlülüğü ve hassasiyeti, onu çeşitli endüstrilerde vazgeçilmez bir araç haline getiriyor ve geleneksel üretim yöntemlerinin sınırlarını zorluyor.

Lazov, L., Angelov, N. ve Teirumnieks, E. (2019). LAZER TEKNOLOJİK SÜREÇLERİNDE KRİTİK GÜÇ YOĞUNLUĞUNUN ÖN TAHMİNİ YÖNTEMİ.ÇEVRE. TEKNOLOJİLER. KAYNAKLAR. Uluslararası Bilimsel ve Uygulamalı Konferans Bildirileri. Bağlantı
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A. ve Bovatsek, J. (2011). 532nm Sürekli Dalga (CW) ve Model Kilitli Yarı-CW Lazer Kaynakları Kullanılarak Lazer Katkılı Seçici Yayıcı Güneş Pillerinin Yüksek Hızda İmalatı.Bağlantı
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J. ve Mizoguchi, H. (2017). Cam ve CFRP için DUV yüksek güçlü lazerler işleme.Bağlantı
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J. ve Kim, K.-S. (1999). KTP kristali kullanan dağınık reflektör tipi diyot yandan pompalı Nd:YAG lazerden iki katına çıkan verimli intrakavite frekansı.Bağlantı
Salminen, A., Piili, H. ve Purtonen, T. (2010). Yüksek güçlü fiber lazer kaynağının özellikleri.Makine Mühendisleri Enstitüsü Bildirileri, Bölüm C: Makine Mühendisliği Bilim Dergisi, 224, 1019-1029.Bağlantı
Majumdar, J. ve Manna, I. (2013). Malzemelerin Lazer Destekli İmalatına Giriş.Bağlantı
Gong, S. (2012). İleri lazer işleme teknolojisinin araştırılması ve uygulamaları.Bağlantı
Yumoto, J., Torizuka, K. ve Kuroda, R. (2017). Lazer Malzeme İşleme için Lazer Üretim Test Yatağı ve Veritabanının Geliştirilmesi.Lazer Mühendisliğinin Gözden Geçirilmesi, 45, 565-570.Bağlantı
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j. ve Hong, M. (2019). Lazer işleme için yerinde izleme teknolojisindeki gelişmeler.SCIENTIA SINICA Fizik, Mekanik ve Astronomika. Bağlantı
Sun, H. ve Flores, K. (2010). Lazerle İşlenmiş Zr Esaslı Dökme Metalik Camın Mikroyapısal Analizi.Metalurji ve Malzeme İşlemleri A. Bağlantı
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S. ve Beyer, E. (2010). Kombine lazer kaplama ve frezeleme için entegre lazer hücresi.Montaj Otomasyonu, 30(1), 36-38.Bağlantı
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P. ve Rao, BT (2013). Geleceğin Endüstriyel Uygulamaları için Gelişen Lazer Malzeme İşleme Teknikleri.Bağlantı
Hwang, E., Choi, J. ve Hong, S. (2022). Ultra hassas, yüksek verimli üretim için yeni ortaya çıkan lazer destekli vakum işlemleri.Nano ölçekli. Bağlantı

 

İlgili Haberler
>> İlgili İçerik

Gönderim zamanı: Ocak-18-2024