Pengenalan kepada Pemprosesan Laser dalam Pembuatan
Teknologi pemprosesan laser telah mengalami perkembangan pesat dan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, seperti aeroangkasa, automotif, elektronik dan banyak lagi. Ia memainkan peranan penting dalam meningkatkan kualiti produk, produktiviti buruh, dan automasi, di samping mengurangkan pencemaran dan penggunaan bahan (Gong, 2012).
Pemprosesan Laser dalam Bahan Logam dan Bukan Logam
Aplikasi utama pemprosesan laser dalam dekad yang lalu adalah dalam bahan logam, termasuk pemotongan, kimpalan, dan pelapisan. Walau bagaimanapun, bidang ini berkembang menjadi bahan bukan logam seperti tekstil, kaca, plastik, polimer dan seramik. Setiap bahan ini membuka peluang dalam pelbagai industri, walaupun mereka sudah mempunyai teknik pemprosesan yang mantap (Yumoto et al., 2017).
Cabaran dan Inovasi dalam Pemprosesan Laser Kaca
Kaca, dengan aplikasi luasnya dalam industri seperti automotif, pembinaan dan elektronik, mewakili kawasan penting untuk pemprosesan laser. Kaedah pemotongan kaca tradisional, yang melibatkan aloi keras atau alat berlian, dihadkan oleh kecekapan rendah dan tepi kasar. Sebaliknya, pemotongan laser menawarkan alternatif yang lebih cekap dan tepat. Ini amat ketara dalam industri seperti pembuatan telefon pintar, di mana pemotongan laser digunakan untuk penutup lensa kamera dan skrin paparan besar (Ding et al., 2019).
Pemprosesan Laser Jenis Kaca Bernilai Tinggi
Jenis kaca yang berbeza, seperti kaca optik, kaca kuarza dan kaca nilam, memberikan cabaran unik kerana sifatnya yang rapuh. Walau bagaimanapun, teknik laser lanjutan seperti etsa laser femtosecond telah membolehkan pemprosesan ketepatan bahan ini (Sun & Flores, 2010).
Pengaruh Panjang Gelombang pada Proses Teknologi Laser
Panjang gelombang laser sangat mempengaruhi proses, terutamanya untuk bahan seperti keluli struktur. Laser yang memancarkan dalam kawasan inframerah ultraungu, boleh dilihat, dekat dan jauh telah dianalisis untuk ketumpatan kuasa kritikalnya untuk lebur dan penyejatan (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).
Aplikasi Pelbagai Berdasarkan Panjang Gelombang
Pemilihan panjang gelombang laser tidak sewenang-wenangnya tetapi sangat bergantung pada sifat bahan dan hasil yang diinginkan. Sebagai contoh, laser UV (dengan panjang gelombang yang lebih pendek) sangat baik untuk ukiran ketepatan dan pemesinan mikro, kerana ia boleh menghasilkan butiran yang lebih halus. Ini menjadikan ia sesuai untuk industri semikonduktor dan mikroelektronik. Sebaliknya, laser inframerah lebih cekap untuk pemprosesan bahan yang lebih tebal kerana keupayaan penembusan yang lebih mendalam, menjadikannya sesuai untuk aplikasi industri berat. (Majumdar & Manna, 2013). Begitu juga, laser hijau, biasanya beroperasi pada panjang gelombang 532 nm, mencari niche mereka dalam aplikasi yang memerlukan ketepatan tinggi dengan impak haba yang minimum. Ia amat berkesan dalam mikroelektronik untuk tugas seperti mencorakkan litar, dalam aplikasi perubatan untuk prosedur seperti photocoagulation, dan dalam sektor tenaga boleh diperbaharui untuk fabrikasi sel solar. Panjang gelombang unik laser hijau juga menjadikannya sesuai untuk menanda dan mengukir bahan yang pelbagai, termasuk plastik dan logam, di mana kontras yang tinggi dan kerosakan permukaan yang minimum diperlukan. Kebolehsuaian laser hijau ini menekankan kepentingan pemilihan panjang gelombang dalam teknologi laser, memastikan hasil yang optimum untuk bahan dan aplikasi tertentu.
TheLaser hijau 525nmialah sejenis teknologi laser khusus yang dicirikan oleh pelepasan cahaya hijau yang berbeza pada panjang gelombang 525 nanometer. Laser hijau pada panjang gelombang ini menemui aplikasi dalam fotokoagulasi retina, di mana kuasa tinggi dan ketepatannya bermanfaat. Ia juga berpotensi berguna dalam pemprosesan bahan, terutamanya dalam bidang yang memerlukan pemprosesan kesan haba yang tepat dan minimum.Pembangunan diod laser hijau pada substrat GaN satah c ke arah panjang gelombang yang lebih panjang pada 524-532 nm menandakan kemajuan yang ketara dalam teknologi laser. Perkembangan ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan ciri panjang gelombang tertentu
Sumber Laser Gelombang Berterusan dan Modelocked
Gelombang berterusan (CW) dan sumber laser kuasi-CW model pada pelbagai panjang gelombang seperti inframerah-dekat (NIR) pada 1064 nm, hijau pada 532 nm dan ultraungu (UV) pada 355 nm dipertimbangkan untuk sel suria pemancar terpilih doping laser. Panjang gelombang yang berbeza mempunyai implikasi untuk kebolehsuaian dan kecekapan pembuatan (Patel et al., 2011).
Laser Excimer untuk Bahan Jurang Jalur Lebar
Laser excimer, beroperasi pada panjang gelombang UV, sesuai untuk memproses bahan lebar jalur lebar seperti kaca dan polimer bertetulang gentian karbon (CFRP), menawarkan ketepatan tinggi dan impak haba yang minimum (Kobayashi et al., 2017).
Nd:YAG Lasers untuk Aplikasi Perindustrian
Laser Nd:YAG, dengan kebolehsuaiannya dari segi penalaan panjang gelombang, digunakan dalam pelbagai aplikasi. Keupayaan mereka untuk beroperasi pada 1064 nm dan 532 nm membolehkan fleksibiliti dalam memproses bahan yang berbeza. Sebagai contoh, panjang gelombang 1064 nm sesuai untuk ukiran dalam pada logam, manakala panjang gelombang 532 nm memberikan ukiran permukaan berkualiti tinggi pada plastik dan logam bersalut. (Moon et al., 1999).
→Produk Berkaitan:Laser keadaan pepejal yang dipam diod CW dengan panjang gelombang 1064nm
Kimpalan Laser Fiber Kuasa Tinggi
Laser dengan panjang gelombang hampir 1000 nm, mempunyai kualiti pancaran yang baik dan kuasa tinggi, digunakan dalam kimpalan laser lubang kunci untuk logam. Laser ini mengewap dan mencairkan bahan dengan cekap, menghasilkan kimpalan berkualiti tinggi (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
Integrasi Pemprosesan Laser dengan Teknologi Lain
Penyepaduan pemprosesan laser dengan teknologi pembuatan lain, seperti pelapisan dan pengilangan, telah membawa kepada sistem pengeluaran yang lebih cekap dan serba boleh. Penyepaduan ini amat berfaedah dalam industri seperti pembuatan alat dan cetakan serta pembaikan enjin (Nowotny et al., 2010).
Pemprosesan Laser dalam Bidang Baru Muncul
Aplikasi teknologi laser meluas ke bidang baru muncul seperti industri semikonduktor, paparan dan filem nipis, menawarkan keupayaan baharu dan memperbaik sifat bahan, ketepatan produk dan prestasi peranti (Hwang et al., 2022).
Trend Masa Depan dalam Pemprosesan Laser
Perkembangan masa depan dalam teknologi pemprosesan laser tertumpu pada teknik fabrikasi baru, meningkatkan kualiti produk, kejuruteraan komponen pelbagai bahan bersepadu dan meningkatkan faedah ekonomi dan prosedur. Ini termasuk pembuatan struktur pesat laser dengan keliangan terkawal, kimpalan hibrid, dan pemotongan profil laser kepingan logam (Kukreja et al., 2013).
Teknologi pemprosesan laser, dengan aplikasinya yang pelbagai dan inovasi berterusan, membentuk masa depan pembuatan dan pemprosesan bahan. Kepelbagaian dan ketepatannya menjadikannya alat yang sangat diperlukan dalam pelbagai industri, menolak sempadan kaedah pembuatan tradisional.
Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). KAEDAH UNTUK ANGGARAN AWAL KEPADAT KUASA KRITIKAL DALAM PROSES TEKNOLOGI LASER.PERSEKITARAN. TEKNOLOGI. SUMBER. Prosiding Persidangan Saintifik dan Praktikal Antarabangsa. Pautan
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). Pembuatan Berkelajuan Tinggi Sel Suria Pemancar Terpilih Doping Laser Menggunakan Gelombang Berterusan (CW) 532nm dan Sumber Laser Kuasi-CW yang Dikunci Model.Pautan
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). Pemprosesan laser kuasa tinggi DUV untuk kaca dan CFRP.Pautan
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Penggandaan kekerapan intracaviti yang cekap daripada laser Nd:YAG jenis reflektor meresap dipam sisi menggunakan kristal KTP.Pautan
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). Ciri-ciri kimpalan laser gentian kuasa tinggi.Prosiding Institusi Jurutera Mekanikal, Bahagian C: Jurnal Sains Kejuruteraan Mekanikal, 224, 1019-1029.Pautan
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). Pengenalan kepada Fabrikasi Bahan Berbantu Laser.Pautan
Gong, S. (2012). Penyiasatan dan aplikasi teknologi pemprosesan laser termaju.Pautan
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Pembangunan Katil Ujian Pembuatan Laser dan Pangkalan Data untuk Pemprosesan Bahan Laser.Kajian Kejuruteraan Laser, 45, 565-570.Pautan
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j., & Hong, M. (2019). Kemajuan dalam teknologi pemantauan in-situ untuk pemprosesan laser.SCIENTIA SINICA Fizika, Mekanika & Astronomi. Pautan
Sun, H., & Flores, K. (2010). Analisis Mikrostruktur Kaca Logam Pukal Berasaskan Zr Diproses Laser.Urus Niaga Metalurgi dan Bahan A. Pautan
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Sel laser bersepadu untuk gabungan pelapisan laser dan pengilangan.Automasi Perhimpunan, 30(1), 36-38.Pautan
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Teknik Pemprosesan Bahan Laser Muncul untuk Aplikasi Perindustrian Masa Depan.Pautan
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Proses vakum dibantu laser yang baru muncul untuk pembuatan ultra ketepatan dan hasil tinggi.Skala nano. Pautan
Masa siaran: Jan-18-2024