Subscríbete ás nosas redes sociais para obter unha publicación rápida
Introdución ao procesamento láser na fabricación
A tecnoloxía de procesamento con láser experimentou un rápido desenvolvemento e úsase amplamente en varios campos, como o aeroespacial, a automoción, a electrónica e moito máis. Desempeña un papel importante na mellora da calidade dos produtos, da produtividade do traballo e da automatización, ao tempo que reduce a contaminación e o consumo de materiais (Gong, 2012).
Procesamento con láser en materiais metálicos e non metálicos
A aplicación principal do procesamento con láser na última década foi en materiais metálicos, incluíndo corte, soldadura e revestimento. Non obstante, o campo está a expandirse a materiais non metálicos como téxtiles, vidro, plásticos, polímeros e cerámicas. Cada un destes materiais abre oportunidades en diversas industrias, aínda que xa contan con técnicas de procesamento establecidas (Yumoto et al., 2017).
Retos e innovacións no procesado con láser de vidro
O vidro, coas súas amplas aplicacións en industrias como a automoción, a construción e a electrónica, representa unha área importante para o procesamento con láser. Os métodos tradicionais de corte de vidro, que implican ferramentas de aliaxe dura ou de diamante, están limitados pola baixa eficiencia e os bordos ásperos. Pola contra, o corte con láser ofrece unha alternativa máis eficiente e precisa. Isto é especialmente evidente en industrias como a fabricación de teléfonos intelixentes, onde o corte con láser se usa para cubrir as lentes das cámaras e pantallas grandes (Ding et al., 2019).
Procesamento con láser de tipos de vidro de alto valor
Diferentes tipos de vidro, como o vidro óptico, o vidro de cuarzo e o vidro de zafiro, presentan desafíos únicos debido á súa natureza fráxil. Non obstante, técnicas avanzadas con láser como o gravado con láser de femtosegundo permitiron o procesamento de precisión destes materiais (Sun & Flores, 2010).
Influencia da lonxitude de onda nos procesos tecnolóxicos do láser
A lonxitude de onda do láser inflúe significativamente no proceso, especialmente para materiais como o aceiro estrutural. Analizáronse os láseres que emiten en áreas ultravioleta, visible, infravermella próxima e afastada pola súa densidade de potencia crítica para a fusión e a evaporación (Lazov, Angelov e Teirumnieks, 2019).
Diversas aplicacións baseadas en lonxitudes de onda
A elección da lonxitude de onda do láser non é arbitraria pero depende moito das propiedades do material e do resultado desexado. Por exemplo, os láseres UV (con lonxitudes de onda máis curtas) son excelentes para o gravado de precisión e o micromecanizado, xa que poden producir detalles máis finos. Isto fai que sexan ideais para as industrias de semicondutores e microelectrónica. Pola contra, os láseres infravermellos son máis eficientes para procesar materiais máis grosos debido ás súas capacidades de penetración máis profundas, polo que son axeitados para aplicacións industriais pesadas. (Majumdar & Manna, 2013). Do mesmo xeito, os láseres verdes, que normalmente funcionan a unha lonxitude de onda de 532 nm, atopan o seu nicho en aplicacións que requiren alta precisión cun impacto térmico mínimo. Son particularmente eficaces en microelectrónica para tarefas como o deseño de circuítos, en aplicacións médicas para procedementos como a fotocoagulación e no sector das enerxías renovables para a fabricación de células solares. A lonxitude de onda única dos láseres verdes tamén os fai axeitados para marcar e gravar diversos materiais, incluídos plásticos e metais, onde se desexa un alto contraste e un mínimo dano na superficie. Esta adaptabilidade dos láseres verdes subliña a importancia da selección da lonxitude de onda na tecnoloxía láser, garantindo resultados óptimos para materiais e aplicacións específicas.
Oláser verde de 525 nmé un tipo específico de tecnoloxía láser caracterizada pola súa distinta emisión de luz verde á lonxitude de onda de 525 nanómetros. Os láseres verdes a esta lonxitude de onda atopan aplicacións na fotocoagulación da retina, onde a súa alta potencia e precisión son beneficiosas. Tamén son potencialmente útiles no procesado de materiais, especialmente en campos que requiren un procesamento de impacto térmico preciso e mínimo.O desenvolvemento de díodos láser verde no substrato de GaN do plano c cara a lonxitudes de onda máis longas a 524-532 nm marca un avance significativo na tecnoloxía láser. Este desenvolvemento é crucial para aplicacións que requiren características específicas de lonxitude de onda
Fontes láser de ondas continuas e modeladas
Considéranse fontes de láser de onda continua (CW) e cuasi-CW modeladas a varias lonxitudes de onda, como o infravermello próximo (NIR) a 1064 nm, o verde a 532 nm e o ultravioleta (UV) a 355 nm para as células solares do emisor selectivo de dopaxe con láser. As diferentes lonxitudes de onda teñen implicacións para a adaptabilidade e a eficiencia da fabricación (Patel et al., 2011).
Láseres excimer para materiais de banda ampla
Os láseres excímeros, que funcionan a unha lonxitude de onda UV, son axeitados para procesar materiais de banda ampla como o polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) e o vidro, ofrecendo unha alta precisión e un impacto térmico mínimo (Kobayashi et al., 2017).
Láseres Nd:YAG para aplicacións industriais
Os láseres Nd:YAG, coa súa adaptabilidade en termos de sintonización da lonxitude de onda, úsanse nunha ampla gama de aplicacións. A súa capacidade para operar tanto a 1064 nm como a 532 nm permite flexibilidade no procesamento de diferentes materiais. Por exemplo, a lonxitude de onda de 1064 nm é ideal para gravar en profundidade en metais, mentres que a lonxitude de onda de 532 nm proporciona un gravado de superficie de alta calidade en plásticos e metais revestidos (Moon et al., 1999).
→ Produtos relacionados:Láser de estado sólido bombeado por diodo CW cunha lonxitude de onda de 1064 nm
Soldadura láser de fibra de alta potencia
Os láseres con lonxitudes de onda próximas aos 1000 nm, que posúen unha boa calidade de feixe e alta potencia, úsanse na soldadura con láser de cerradura para metais. Estes láseres vaporizan e funden de forma eficiente os materiais, producindo soldaduras de alta calidade (Salminen, Piili e Purtonen, 2010).
Integración do procesamento láser con outras tecnoloxías
A integración do procesamento con láser con outras tecnoloxías de fabricación, como o revestimento e o fresado, levou a sistemas de produción máis eficientes e versátiles. Esta integración é especialmente beneficiosa en industrias como a fabricación de ferramentas e matrices e reparación de motores (Nowotny et al., 2010).
Procesamento láser en campos emerxentes
A aplicación da tecnoloxía láser esténdese a campos emerxentes como as industrias de semicondutores, pantallas e películas finas, ofrecendo novas capacidades e mellorando as propiedades dos materiais, a precisión do produto e o rendemento do dispositivo (Hwang et al., 2022).
Tendencias futuras no procesamento con láser
Os desenvolvementos futuros na tecnoloxía de procesamento con láser céntranse en novas técnicas de fabricación, mellorando as calidades dos produtos, deseñando compoñentes multimaterial integrados e mellorando os beneficios económicos e de procedemento. Isto inclúe a fabricación rápida con láser de estruturas con porosidade controlada, soldadura híbrida e corte de perfil con láser de chapas metálicas (Kukreja et al., 2013).
A tecnoloxía de procesamento con láser, coas súas diversas aplicacións e innovacións continuas, está a dar forma ao futuro da fabricación e procesamento de materiais. A súa versatilidade e precisión fan que sexa unha ferramenta indispensable en diversas industrias, superando os límites dos métodos de fabricación tradicionais.
Lazov, L., Angelov, N. e Teirumnieks, E. (2019). MÉTODO DE ESTIMACIÓN PRELIMINAR DA DENSIDADE DE POTENCIA CRÍTICA NOS PROCESOS TECNOLÓXICOS LÁSER.MEDIO AMBIENTE. TECNOLOXÍAS. RECURSOS. Actas da Conferencia Científica e Práctica Internacional. Ligazón
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A. e Bovatsek, J. (2011). Fabricación de alta velocidade de células solares emisoras selectivas de dopaxe con láser utilizando fontes de láser de onda continua (CW) de 532 nm e modelo cuasi-CW.Ligazón
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J. e Mizoguchi, H. (2017). Procesamento de láseres DUV de alta potencia para vidro e CFRP.Ligazón
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J. e Kim, K.-S. (1999). Duplicación eficiente de frecuencia intracavidade a partir dun láser Nd:YAG bombeado lateralmente con diodo reflector difuso usando un cristal KTP.Ligazón
Salminen, A., Piili, H. e Purtonen, T. (2010). As características da soldadura láser de fibra de alta potencia.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Parte C: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Ligazón
Majumdar, J. e Manna, I. (2013). Introdución á fabricación de materiais asistida por láser.Ligazón
Gong, S. (2012). Investigacións e aplicacións da tecnoloxía avanzada de procesamento con láser.Ligazón
Yumoto, J., Torizuka, K. e Kuroda, R. (2017). Desenvolvemento dun banco de probas de fabricación con láser e base de datos para o procesamento de materiais con láser.The Review of Laser Engineering, 45, 565-570.Ligazón
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-j. e Hong, M. (2019). Avances na tecnoloxía de monitorización in situ para o procesamento con láser.SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica. Ligazón
Sun, H. e Flores, K. (2010). Análise microestrutural dun vidro metálico a granel a base de Zr procesado con láser.Transaccións metalúrxicas e de materiais A. Ligazón
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S. e Beyer, E. (2010). Célula láser integrada para revestimento e fresado combinados con láser.Automatización de montaxe, 30(1), 36-38.Ligazón
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P. e Rao, BT (2013). Técnicas de procesamento de materiais láser emerxentes para futuras aplicacións industriais.Ligazón
Hwang, E., Choi, J. e Hong, S. (2022). Procesos de baleiro asistidos por láser emerxentes para unha fabricación de alta precisión e alto rendemento.Nanoescala. Ligazón
Hora de publicación: 18-xan-2024