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Introduzione alla lavorazione laser nella produzione
La tecnologia di elaborazione laser ha sperimentato un rapido sviluppo ed è ampiamente utilizzata in vari campi, come aerospaziale, automobilistico, elettronico e altro ancora. Ha un ruolo significativo nel migliorare la qualità del prodotto, la produttività del lavoro e l'automazione, riducendo al contempo l'inquinamento e il consumo di materiale (Gong, 2012).
Elaborazione laser in metallo e materiali non metal
L'applicazione primaria dell'elaborazione laser negli ultimi dieci anni è stata in materiali metallici, tra cui taglio, saldatura e rivestimento. Tuttavia, il campo si sta espandendo in materiali non metallici come tessuti, vetro, materie plastiche, polimeri e ceramiche. Ognuno di questi materiali apre opportunità in vari settori, sebbene abbiano già stabilito tecniche di elaborazione (Yumoto et al., 2017).
Sfide e innovazioni nell'elaborazione laser del vetro
Il vetro, con le sue ampie applicazioni in settori come Automotive, Construction ed Electronics, rappresenta un'area significativa per l'elaborazione laser. I metodi di taglio del vetro tradizionali, che coinvolgono strumenti duri in lega o diamanti, sono limitati da bassa efficienza e bordi grezzi. Al contrario, il taglio laser offre un'alternativa più efficiente e precisa. Ciò è particolarmente evidente in settori come la produzione di smartphone, in cui il taglio laser viene utilizzato per le copertine di obiettivi per fotocamere e gli schermi di grandi dimensioni (Ding et al., 2019).
Elaborazione laser di tipi di vetro di alto valore
Diversi tipi di vetro, come vetro ottico, vetro di quarzo e vetro zaffiro, presentano sfide uniche grazie alla loro natura fragile. Tuttavia, tecniche laser avanzate come l'attacco laser femtosecondo hanno consentito l'elaborazione di precisione di questi materiali (Sun & Flores, 2010).
Influenza della lunghezza d'onda sui processi tecnologici laser
La lunghezza d'onda del laser influenza significativamente il processo, in particolare per materiali come l'acciaio strutturale. I laser che emettono in aree a infrarossi ultraviolette, visibili, vicine e distanti sono stati analizzati per la loro densità di potenza critica per lo scioglimento e l'evaporazione (Lazov, Angelov e Teirumnieks, 2019).
Diverse applicazioni basate su lunghezze d'onda
La scelta della lunghezza d'onda laser non è arbitraria ma dipende fortemente dalle proprietà del materiale e dal risultato desiderato. Ad esempio, i laser UV (con lunghezze d'onda più brevi) sono eccellenti per l'incisione di precisione e la micromachining, in quanto possono produrre dettagli più fini. Questo li rende ideali per le industrie di semiconduttore e microelettronica. Al contrario, i laser a infrarossi sono più efficienti per l'elaborazione dei materiali più spessi a causa delle loro più profonde capacità di penetrazione, rendendoli adatti a applicazioni industriali pesanti. (Majumdar & Manna, 2013). Similary, laser verdi, in genere che operano a una lunghezza d'onda di 532 nm, trovano la loro nicchia in applicazioni che richiedono un'elevata precisione con un impatto termico minimo. Sono particolarmente efficaci nella microelettronica per compiti come la modellazione del circuito, in applicazioni mediche per procedure come la fotocoagulazione e nel settore delle energie rinnovabili per la fabbricazione di cellule solari. La lunghezza d'onda unica dei laser verdi li rende anche adatti per la marcatura e l'incisione di materiali diversi, tra cui materie plastiche e metalli, dove si desiderano elevati danni al contrasto e minimi della superficie. Questa adattabilità dei laser verdi sottolinea l'importanza della selezione della lunghezza d'onda nella tecnologia laser, garantendo risultati ottimali per materiali e applicazioni specifici.
ILLaser verde 525nmè un tipo specifico di tecnologia laser caratterizzata dalla sua distinta emissione di luce verde alla lunghezza d'onda di 525 nanometri. I laser verdi a questa lunghezza d'onda trovano applicazioni nella fotocoagulazione della retina, in cui la loro alta potenza e precisione sono benefiche. Sono anche potenzialmente utili nell'elaborazione dei materiali, in particolare nei campi che richiedono un'elaborazione di impatto termico preciso e minimo.Lo sviluppo di diodi laser verdi sul substrato GAN del piano C verso lunghezze d'onda più lunghe a 524-532 nm segna un progresso significativo nella tecnologia laser. Questo sviluppo è cruciale per le applicazioni che richiedono caratteristiche specifiche della lunghezza d'onda
Fonti laser ad onda continua e modellate
Wave continue (CW) e fonti laser quasi-CW modellate a varie lunghezze d'onda come il vicino infrarosso (NIR) a 1064 nm, verdi a 532 nm e sono considerate celle solari selettive emettite selettive a 355 nm. Diverse lunghezze d'onda hanno implicazioni per la produzione di adattabilità ed efficienza (Patel et al., 2011).
Laser eccimeri per materiali di gap di banda ampia
I laser ad eccimeri, che operano a una lunghezza d'onda UV, sono adatti per la lavorazione di materiali a banda larga come polimero rinforzato in fibra di vetro e carbonio (CFRP), offrendo alta precisione e impatto termico minimo (Kobayashi et al., 2017).
ND: laser YAG per applicazioni industriali
ND: Laser YAG, con la loro adattabilità in termini di accordatura della lunghezza d'onda, sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni. La loro capacità di operare a 1064 nm e 532 nm consente la flessibilità nella lavorazione di materiali diversi. Ad esempio, la lunghezza d'onda di 1064 nm è ideale per l'incisione profonda sui metalli, mentre la lunghezza d'onda di 532 nm fornisce incisione di superficie di alta qualità su materie plastiche e metalli rivestiti. (Moon et al., 1999).
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Saldatura laser ad alta potenza
I laser con lunghezze d'onda vicine a 1000 nm, che possiedono una buona qualità del raggio e alta potenza, sono utilizzati nella saldatura laser a buco della serratura per i metalli. Questi laser vaporizzano e fusi in modo efficiente i materiali, producendo saldature di alta qualità (Salminen, Piili e Purtonen, 2010).
Integrazione dell'elaborazione laser con altre tecnologie
L'integrazione dell'elaborazione laser con altre tecnologie di produzione, come il rivestimento e la fresatura, ha portato a sistemi di produzione più efficienti e versatili. Questa integrazione è particolarmente vantaggiosa in settori come la produzione di strumenti e stampo e riparazione del motore (Nowotny et al., 2010).
Elaborazione laser nei campi emergenti
L'applicazione della tecnologia laser si estende a campi emergenti come semiconduttore, display e industrie a film sottile, offrendo nuove capacità e miglioramento delle proprietà dei materiali, precisione del prodotto e prestazioni del dispositivo (Hwang et al., 2022).
Tendenze future nell'elaborazione laser
Gli sviluppi futuri nella tecnologia di elaborazione laser sono focalizzati su nuove tecniche di fabbricazione, miglioramento delle qualità dei prodotti, ingegneria componenti multi-materiali integrati e miglioramento dei benefici economici e procedurali. Ciò include la produzione rapida laser di strutture con porosità controllata, saldatura ibrida e taglio del profilo laser di fogli metallici (Kukreja et al., 2013).
La tecnologia di elaborazione laser, con le sue diverse applicazioni e continue innovazioni, sta modellando il futuro della produzione e della lavorazione dei materiali. La sua versatilità e precisione lo rendono uno strumento indispensabile in vari settori, spingendo i confini dei metodi di produzione tradizionali.
Lazov, L., Angelov, N. e Teirumnieks, E. (2019). Metodo per la stima preliminare della densità di potenza critica nei processi tecnologici laser.AMBIENTE. Tecnologie. Risorse. Atti della conferenza scientifica e pratica internazionale. Collegamento
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Fabbricazione ad alta velocità di celle solari selettive emetter selettive del doping che utilizzano fonti laser quasi-CW a 532 nm e modelli di fonti laser quasi-CW.Collegamento
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., e Mizoguchi, H. (2017). Elaborazione dei laser ad alta potenza DUV per vetro e CFRP.Collegamento
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Frequenza di intracavità efficiente che raddoppia da un laser Nd: YAG di aode a diodo di tipo riflettore diffusivo usando un cristallo KTP.Collegamento
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Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Introduzione alla fabbricazione di materiali assistiti laser.Collegamento
Gong, S. (2012). Indagini e applicazioni della tecnologia di elaborazione laser avanzata.Collegamento
Yumoto, J., Torizuka, K. e Kuroda, R. (2017). Sviluppo di un letto di test di produzione laser e database per l'elaborazione del materiale laser.The Review of Laser Engineering, 45, 565-570.Collegamento
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Progressi nella tecnologia di monitoraggio in situ per l'elaborazione laser.Scientia Sinica Physica, Mechanica e Astronomica. Collegamento
Sun, H., & Flores, K. (2010). Analisi microstrutturale di un vetro metallico sfuso a base di ZR a base di laser.Transazioni metallurgiche e materiali a. Collegamento
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Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Tecniche di lavorazione dei materiali laser emergenti per future applicazioni industriali.Collegamento
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Processi di vuoto emergenti assistiti da laser per la produzione ultra-pre-precisione e ad alto rendimento.Nanoscala. Collegamento
Tempo post: 18-2024 gennaio