לייזרים הם כלי יעיל ליישומי עיבוד מיקרו, שבהם לייזרים יכולים להתכנס על אזור מטרה זעיר ולהשיג אפקט "עיבוד קר". האינטראקציה בין הלייזר לחומר באזור המטרה תישלט ע"י מספר פרמטרים כמו אורך גל, אנרגיית הפולס ורוחב הפולס וכו'. שילוב הפרמטרים קובע את שיא צפיפות האנרגיה של הפולס. שילובים שונים של פרמטרים יכולים לייצר את תנאי העיבוד הנדרשים לסימון, חיתוך, ניקוב, חישול, התקשות ופעולות אחרות.
כדי לשפר את הספק המוצא של לייזרים פולסים, להגביר את צפיפות האנרגיה ולשלוט בהשפעות התרמיות, התעשייה פיתחה מגוון טכנולוגיות אפנון, בעיקר כולל טכנולוגיית Q Tuning, טכנולוגיית נעילת מצבים, טכנולוגיית כוונון, טכנולוגיית הגברה של דופק ציוץ (הידועה גם בשם CPA טכנולוגיה) וטכנולוגיית הגברה כוח תנודה מאסטר (הידועה גם כטכנולוגיית MOPA) וכו'. הפרטים הם כדלקמן:
1. טכנולוגיית Tuning Q עובדת על העיקרון שלאחר שנוצר מצב היפוך מספר החלקיקים של החומר העובד ואינו גורם לו לייצר תנודת לייזר, כאשר מספר החלקיקים מצטבר לרמה גבוהה מספיק, המתג מופעל לפתע באופן מיידי, כך שניתן ליצור תנודת לייזר חזקה מאוד והספק גבוה, ברוחב פולסים צר, תוך פרק זמן קצר יחסית;
2. טכנולוגיית נעילת מצב פירושה שיש הבדל פאזה מוגדר בין מצבי אורך שונים בחלל התהודה, ובכך משיגה סדרה של רצפי פולסים קצרים במיוחד בלייזר בזמן, אשר יחד עם טכנולוגיית מיתוג אופטי מהיר מיוחד, יכולים לבחור עוד יותר. דופק לייזר אולטרה קצר מרצף הפולסים;
3. טכנולוגיית כוונון מתייחסת לאורך גל פלט הניתן לשליטה ברציפות בטווח מסוים. כיום, גביש הלייזר (מדיום לייזר מוצק) הגיע למאות סוגים, כגון ספיר, קריסטל YAG וכו'. טכנולוגיית הכפלת תדר לייזר במצב מוצק היא הבוגרת ביותר, הרצועה האופטית להשגת כיסוי מלא של האולטרה סגול לאינפרא אדום, הנחת בסיס מוצק לכוונון אורך גל לייזר;
4. טכנולוגיית CPA מתייחסת לשימוש במרחיב כדי להרחיב את הדופק של הפמטו-שניות בתחום הזמן כדי להפוך לפולס ארוך של כמה מאות פיקו-שניות או ננו-שניות, לאחר הגברה רב-שלבית כדי לחלץ את האנרגיה האצורה במלואה במדיום ההגבר, ולאחר מכן השתמש במדחס רוחב פעימה עם פיזור הפוך כדי לדחוס את הפולס הארוך לערך הקרוב לרוחב הפולס הראשוני שלו;
5. טכנולוגיית MOPA היא אור אות הזרע ואור המשאבה עם איכות קרן גבוהה, המחוברים לסיב הכפול בצורה מסוימת להגברה, ובכך משיגים הגברת הספק גבוה של מקור האור הזרע. מבנה ה-MOPA של הלייזר הוא הדרך האופטימלית לפתור את בעיית הלייזרים המהירים במיוחד עם הספק שיא גבוה וגם באיכות קרן גבוהה.
בחירת הלייזר לעיבוד מיקרו תלוי בגורמים רבים, כולל תכונות החומר, צורת העיבוד והדיוק הנדרש. כדי לעמוד בדרישות הדיוק המחמירות יותר ויותר עבור עיבוד מיקרו, אורך גל קצר, רוחב פולס צר והספק גבוה יהיו המגמות העיקריות בטכנולוגיית לייזר ליישומי עיבוד מיקרו.
מאפייני עיבוד לייזר ויישומי עיבוד מיקרו
עיבוד לייזר הוא היישום התעשייתי של טכנולוגיית הלייזר, המיקוד לייזר כוח מסוים על האובייקט המיועד לעיבוד, כך שהלייזר יוצר אינטראקציה עם האובייקט ומחמם, ממיס או מאדה את החומר המעובד כדי להשיג את מטרת העיבוד. עיבוד לייזר הוא עיבוד טיפוסי ללא מגע, בהשוואה לשיטות עיבוד אחרות יש פחות תהליך מעקב, יכולת שליטה טובה, אינטגרציה קלה, יעילות עיבוד גבוהה, אובדן חומר נמוך, זיהום סביבתי נמוך, גמישות גבוהה, איכות גבוהה ויתרונות משמעותיים נוספים.
בשנים האחרונות, עיבוד הלייזר מחליף את שיטות העיבוד המסורתיות, ותעשיית הלייזר המבוססת על לייזרים התפתחה במהירות ונמצאת כיום בשימוש נרחב בייצור תעשייתי, תקשורת, עיבוד מידע, צבא וחינוך ומחקר מדעי, ויצרה שרשרת תעשייתית ברחבי העולם. העולם, והבגרות והעומק של חלוקת העבודה התעשייתית הולכים וגדלים. עם הפיתוח העתידי של מוצרי יישום לכיוון אולטרה מדוייק ואולטרה מיקרו, יישום הלייזר בתחום המיקרו-עיבוד יהפוך יותר ויותר נרחב.
חיתוך בלייזר
עקרון עבודה: שימוש בקרן לייזר ממוקדת בצפיפות הספק גבוהה כדי להקרין את חומר העבודה, החומר המוקרן נמס במהירות, מתאדה, מתבטל או מגיע לנקודת ההצתה, בזמן שהחומר המותך מועף עם זרימת האוויר המהירה בקואקסיאלית לקורה. חיתוך חומר העבודה.
אזורי יישום ותכונות: מהירות חיתוך מהירה, משטח חלק ויפה, עיבוד חד פעמי, עיוות קטן של חומר העבודה, ללא בלאי כלי, זיהום ניקוי קטן, יכול לעבד מתכת, חומרים מרוכבים שאינם מתכת ולא מתכת, עור, עץ , סיבים וכו'. מתאים ללוחות עבים ודקים לרכב, חלקי רכב, סוללות מדע, קוצבי לב, ממסרים אטומים והתקנים אטומים אחרים, כמו גם עיבוד עדין של מכשירי חורף שאינם מאפשרים זיהום ריתוך ועיוות ריתוך בלייזר
ריתוך בלייזר
עקרון עבודה: שימוש בקרינת לייזר בצפיפות אנרגיה גבוהה כדי לחמם את פני השטח של חומר העבודה, חום פני השטח מתפשט פנימה באמצעות הולכת חום. על ידי שליטה בפרמטרים של רוחב פולס לייזר, אנרגיה, שיא הספק ותדירות חזרות, חומר העבודה נמס ונוצר בריכת היתוך ספציפית.
אזורי יישום ומאפיינים: יכולת ריתוך קטנה, לא מושפעת משדה מגנטי, הגבלת מקום קטן, ללא זיהום אלקטרודות, מתאים לריתוך אוטומטי במהירות גבוהה, יכול לרתך מתכות בעלות תכונות שונות, יכול לעבוד בחלל סגור, מתאים ללהבי מסור עגול, אקריליק , אטמי קפיצים, לוחות נחושת לחלקים אלקטרוניים, כמה לוחות רשת מתכת, לוחות ברזל, לוחות פלדה, ברונזה זרחנית, לוחות בקליט, סגסוגות אלומיניום דקות, זכוכית קוורץ, גומי סיליקון, יריעת קרמיקה אלומינה מתחת ל-1 מ"מ, סגסוגת ברזל המשמשת בתעשייה האווירית, וכו '
סימון לייזר
עקרון עבודה: שימוש בלייזר בצפיפות אנרגיה גבוהה כדי להקרין את חומר העבודה באופן מקומי, חומר פני השטח מתאדה או עובר תגובה כימית של שינוי צבע, ובכך משאיר סימן קבוע.
אזורי יישום ומאפיינים: עיבוד ללא מגע, ניתן לסימון על כל משטח מעוצב, חומר העבודה לא יתעוות וייצור מתח פנימי, דיוק עיבוד גבוה, מהירות עיבוד מהירה, נקי וידידותי לסביבה, עלות נמוכה, מתאים למתכת, פלסטיק סימון זכוכית, קרמיקה, עץ, עור וחומרים אחרים.
חריטה בלייזר
עקרון עבודה: הקרנת לייזר של משטח החומר, החומר סופג אנרגיה ונמס או מתאדה באופן מיידי ויוצר קו חרוט.
אזורי יישום ומאפיינים: דילוג מספר אוטומטי, אזור קטן מושפע חום, קווים עדינים, עמידות לניקוי ובלאי, הגנת סביבה וחיסכון באנרגיה, חיסכון בחומרים, ניתן להשתמש לחריטה על מוצרי עץ, זכוכית אורגנית, לוחות מתכת, זכוכית, אבן , קריסטל, נייר, צלחות בשני צבעים, תחמוצת אלומיניום, עור, שרף וחומרים אחרים.
טיפול משטח בלייזר
עקרון עבודה: שימוש בלייזר לחימום פני השטח של חומרי מתכת כדי להשיג טיפול בחום פני השטח.
אזורי יישום ותכונות: מהירות עיבוד מהירה, דפורמציה של חלק קטן, עיבוד מדויק, להשגת אפקט הטיפול של מרווה אוטומטית, מתאים לטיפול בחום של ספינות צילינדר, גלי ארכובה, טבעות בוכנה, קומוטטורים, גלגלי שיניים וחלקי רכב אחרים, אך גם בתחום תעופה וחלל, תעשיית כלי מכונות ותחומים אחרים נמצאים בשימוש נרחב.
תורגם עם www.DeepL.com/Translator (גרסה חינמית)
