Rozwijająca się rola obróbki laserowej metali, szkła i nie tylko

Wpływ długości fali na procesy technologiczne laserowe

Długość fali lasera ma istotny wpływ na proces, szczególnie w przypadku materiałów takich jak stal konstrukcyjna. Lasery emitujące promieniowanie ultrafioletowe, widzialne, bliskie i dalekie podczerwieni zostały przeanalizowane pod kątem ich krytycznej gęstości mocy dla procesu topienia i parowania (Lazov, Angelov i Teirumnieks, 2019).

Różnorodne zastosowania oparte na długościach fal

Wybór długości fali lasera nie jest arbitralny, lecz w dużym stopniu zależy od właściwości materiału i oczekiwanego efektu. Na przykład lasery UV (o krótszej długości fali) doskonale nadają się do precyzyjnego grawerowania i mikroobróbki, ponieważ pozwalają na uzyskanie drobniejszych detali. Dzięki temu idealnie nadają się do przemysłu półprzewodnikowego i mikroelektronicznego. Z kolei lasery podczerwone są bardziej wydajne w obróbce grubszych materiałów ze względu na głębszą penetrację, co czyni je odpowiednimi do zastosowań w ciężkim przemyśle (Majumdar i Manna, 2013). Podobnie, zielone lasery, zazwyczaj pracujące z długością fali 532 nm, znajdują swoją niszę w zastosowaniach wymagających wysokiej precyzji przy minimalnym wpływie ciepła. Są one szczególnie skuteczne w mikroelektronice do zadań takich jak wzorowanie obwodów, w zastosowaniach medycznych do procedur takich jak fotokoagulacja oraz w sektorze energii odnawialnej do produkcji ogniw słonecznych. Unikalna długość fali zielonych laserów sprawia, że ​​nadają się one również do znakowania i grawerowania różnorodnych materiałów, w tym tworzyw sztucznych i metali, gdzie wymagany jest wysoki kontrast i minimalne uszkodzenia powierzchni. Możliwość adaptacji zielonych laserów podkreśla znaczenie doboru długości fali w technologii laserowej, co pozwala na zapewnienie optymalnych wyników dla konkretnych materiałów i zastosowań.

TenZielony laser 525 nmto specyficzny rodzaj technologii laserowej charakteryzujący się wyraźną emisją zielonego światła o długości fali 525 nanometrów. Zielone lasery o tej długości fali znajdują zastosowanie w fotokoagulacji siatkówki, gdzie ich wysoka moc i precyzja są korzystne. Są one również potencjalnie przydatne w obróbce materiałów, szczególnie w dziedzinach wymagających precyzyjnej obróbki o minimalnym wpływie ciepła..Rozwój zielonych diod laserowych na podłożu GaN w płaszczyźnie c, ukierunkowanych na dłuższe fale o długości 524–532 nm, stanowi znaczący postęp w technologii laserowej. Rozwój ten ma kluczowe znaczenie dla zastosowań wymagających specyficznych charakterystyk długości fali.

Źródła laserowe o fali ciągłej i zblokowanej modelowo

Do domieszkowania laserowego ogniw słonecznych z selektywnym emiterem brane są pod uwagę źródła laserowe fali ciągłej (CW) i quasi-CW o różnych długościach fal, takich jak bliska podczerwień (NIR) przy 1064 nm, zieleń przy 532 nm i ultrafiolet (UV) przy 355 nm. Różne długości fal mają wpływ na adaptowalność i wydajność produkcji (Patel i in., 2011).

Lasery ekscymerowe do materiałów o szerokiej przerwie energetycznej

Lasery ekscymerowe, działające w zakresie fal ultrafioletowych, nadają się do obróbki materiałów o szerokiej przerwie energetycznej, takich jak szkło i polimery wzmocnione włóknem węglowym (CFRP), zapewniając wysoką precyzję i minimalny wpływ na temperaturę (Kobayashi i in., 2017).

Lasery Nd:YAG do zastosowań przemysłowych

Lasery Nd:YAG, dzięki swojej elastyczności w zakresie dostrajania długości fali, znajdują szerokie zastosowanie. Możliwość pracy zarówno w zakresie 1064 nm, jak i 532 nm zapewnia elastyczność w obróbce różnych materiałów. Na przykład, długość fali 1064 nm idealnie nadaje się do głębokiego grawerowania metali, a długość fali 532 nm zapewnia wysokiej jakości grawerowanie powierzchni tworzyw sztucznych i metali powlekanych (Moon i in., 1999).

→Produkty powiązane:CW Laser półprzewodnikowy pompowany diodą o długości fali 1064 nm

Spawanie laserowe światłowodowe o dużej mocy

Do spawania laserowego metali metodą dziurkową stosuje się lasery o długości fali bliskiej 1000 nm, charakteryzujące się dobrą jakością wiązki i dużą mocą. Lasery te skutecznie odparowują i topią materiały, zapewniając wysokiej jakości spoiny (Salminen, Piili i Purtonen, 2010).

Integracja obróbki laserowej z innymi technologiami

Integracja obróbki laserowej z innymi technologiami produkcyjnymi, takimi jak napawanie i frezowanie, doprowadziła do powstania bardziej wydajnych i wszechstronnych systemów produkcyjnych. Integracja ta jest szczególnie korzystna w branżach takich jak produkcja narzędzi i matryc oraz naprawa silników (Nowotny i in., 2010).