ليزر النانو ثانية، ليزر البيكو ثانية، ليزر الفيمتو ثانية، هل يمكنك معرفة الفرق؟

نحن لسنا غير مألوفينمعالجة بالليزر، ولكن يمكنك في كثير من الأحيان سماع ليزر النانو ثانية، وليزر البيكو ثانية، وليزر الفيمتو ثانية، وما إلى ذلك، هل يمكنك تمييزه؟

دعونا معرفة تحويل وحدة الوقت أولا

1 مللي ثانية (مللي ثانية)=0.001 ثانية =10-3 ثانية

1μs (ميكروثانية)=0.000001=10-6 ثانية

1 نانو ثانية (نانو ثانية)=0.0000000001 ثانية =10-9 ثانية

1ps (بيكو ثانية)=0.0000000000001 ثانية =10-12 ثانية

1fs (الفيمتو ثانية)=0.000000000000001 ثانية =10-15 ثانية

من خلال معرفة وحدة الزمن، نعلم أن ليزر الفيمتو ثانية عبارة عن معالجة ليزر نبضية قصيرة للغاية. في السنوات العشر الماضية، حققت تكنولوجيا المعالجة بالليزر النبضي القصير جدًا تقدمًا سريعًا.

Ⅰ. أهمية الليزر النبضي القصير جداً

كانت هناك منذ فترة طويلة محاولات لاستخدام الليزر في التصنيع الدقيق. ومع ذلك، نظرًا لعرض النبضة الطويل وكثافة الليزر المنخفضة لليزر الناتج عن ذوبان المواد والتبخر المستمر، على الرغم من أنه يمكن تركيز شعاع الليزر في بقعة صغيرة، إلا أن التأثير الحراري على المادة لا يزال كبيرًا جدًا، مما يحد من الدقة من المعالجة. فقط من خلال تقليل التأثير الحراري يمكن تحسين جودة المعالجة.

عندما يتم تطبيق وقت نبض الليزر على المادة بترتيب البيكو ثانية، فإن تأثير المعالجة سيتغير بشكل كبير. ومع ارتفاع طاقة النبض بشكل حاد، تكون كثافة الطاقة العالية كافية لتجريد الإلكترونات الخارجية. ونظرًا لقصر الوقت، يتفاعل الليزر مع المادة، ويتم استئصال الأيونات من سطح المادة قبل نقل الطاقة إلى المادة المحيطة، ولن يحدث تأثيرات حرارية على المادة المحيطة، لذلك يطلق عليه أيضًا "الباردة" يعالج". مع المزايا التي توفرها المعالجة الباردة، دخلت أشعة الليزر النبضية القصيرة والقصيرة جدًا في تطبيقات الإنتاج الصناعي.

Ⅱ. المعالجة بالليزر: النبضة الطويلة مقابل النبضة القصيرة جدًا

يتم حقن طاقة معالجة النبضة القصيرة جدًا بسرعة كبيرة في منطقة صغيرة من العمل، ويغير ترسيب كثافة الطاقة العالية بشكل فوري طريقة امتصاص الإلكترون وحركته، وتجنب تأثير الامتصاص الخطي بالليزر، ونقل الطاقة، ونشرها، وبشكل أساسي يغير آلية التفاعل بين الليزر والمادة.

Ⅲ.التطبيق الواسع لمعالجة الليزر

تشمل المعالجة بالليزر القطع واللحام عالي الطاقة؛ الحفر بالآلات الدقيقة، ووضع العلامات، والقطع، والتركيب، والتجريد، والعزل، وما إلى ذلك، الاستخدامات الرئيسية لوسائل المعالجة بالليزر المختلفة هي:

1. حفر ثقوب

في تصميم لوحات الدوائر، بدأ الناس في استخدام ركائز السيراميك بدلاً من الركائز البلاستيكية التقليدية لتحقيق توصيل حراري أفضل. من أجل توصيل المكونات الإلكترونية، من الضروري بشكل عام حفر ما يصل إلى مئات الآلاف من الثقوب الصغيرة في اللوحة. لذلك من المهم التأكد من أن استقرار الركيزة لا يتأثر بإدخال الحرارة أثناء عملية الحفر، ويعتبر ليزر البيكو ثانية الأداة المثالية لهذا التطبيق.

يمكن لليزر البيكو ثانية إكمال تصنيع الثقب عن طريق الحفر الإيقاعي وضمان توحيد الثقب. بالإضافة إلى لوحات الدوائر، يمكن لليزر البيكو ثانية أيضًا إجراء حفر عالي الجودة على مواد مثل الأفلام البلاستيكية وأشباه الموصلات والأغشية المعدنية والياقوت.

صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 100 ميكرومتر، محفورة، 3.3ns مقابل 200fs، 10,000 نبضات، بالقرب من عتبة الاجتثاث:

2. خط وقطع

يمكن تشكيل الخطوط عن طريق تركيب نبضات الليزر بطريقة المسح. عادةً ما يستغرق الأمر الكثير من المسح للاختراق بعمق في السيراميك حتى يصل عمق الخط إلى 1/6 من سمك المادة. يتم بعد ذلك فصل الوحدات الفردية عن الركيزة الخزفية على طول هذه الشقوق. تسمى طريقة الفصل هذه بوضع العلامات.

هناك طريقة أخرى للفصل تتمثل في استخدام قطع الاستئصال بالليزر ذو النبض القصير جدًا، والمعروف أيضًا باسم قطع الاستئصال. يقوم الليزر باستئصال المادة وإزالتها حتى يتم قطعها. وتتمثل ميزة هذه التقنية في وجود مرونة أكبر في شكل وحجم الثقوب المُشكَّلة. يمكن إكمال جميع خطوات العملية باستخدام ليزر بيكو ثانية.

التأثيرات المختلفة لليزر البيكو ثانية وليزر النانو ثانية على وضع علامات على مواد البولي كربونات.

3. استئصال الخط (إزالة الطلاء)

هناك تطبيق آخر غالبًا ما يُنظر إليه على أنه تصنيع دقيق وهو الإزالة الدقيقة للطلاءات دون إتلاف المادة الأساسية أو إتلافها قليلاً. يمكن أن يكون الاجتثاث إما خطًا بعرض بضعة ميكرومترات أو مساحة كبيرة للإزالة تبلغ بضعة سنتيمترات مربعة.

نظرًا لأن سمك الطلاء عادة ما يكون أقل بكثير من عرض الاجتثاث، فلا يمكن توصيل الحرارة على الجانب. وبالتالي يمكن استخدام نبضات ليزر بعرض النانو ثانية.

إن الجمع بين الليزر عالي الطاقة وألياف التوصيل المربعة أو المستطيلة وتوزيع شدة الضوء المسطح، يجعل من الممكن استخدام استئصال السطح بالليزر في المجالات الصناعية. على سبيل المثال، يتم استخدام ليزر TrumPF TruMicro 7060 لإزالة الطلاء الموجود على زجاج الخلية الشمسية ذات الأغشية الرقيقة. يمكن أيضًا استخدام نفس الليزر في صناعة السيارات لإزالة الطلاءات المضادة للتآكل استعدادًا للحام اللاحق.

4. هيكل السطح

يمكن للهيكلة تغيير الخصائص الفيزيائية لسطح المادة. وفقًا لتأثير اللوتس، تسمح الهياكل السطحية الكارهة للماء بالتدفق بعيدًا عن السطح. يمكن تحقيق هذه الخاصية عن طريق إنشاء هياكل دون الميكرون على السطح باستخدام أشعة ليزر نبضية فائقة القصر، ويمكن التحكم بدقة في الهياكل التي سيتم إنشاؤها عن طريق تغيير معلمات الليزر.

يمكن أيضًا تحقيق تأثيرات معاكسة، مثل الأسطح المحبة للماء، كما يمكن للآلات الدقيقة أيضًا إنشاء هياكل أكبر حجمًا. يمكن استخدام هذه العمليات في خزانات الوقود في المحركات لإنشاء هياكل مجهرية تقلل من التآكل، أو لبناء الأسطح المعدنية لتحقيق اللحام بالبلاستيك.

5. صب النقش

النحت هو إنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد عن طريق استئصال المواد. على الرغم من أن حجم الاجتثاث قد يتجاوز نطاق ما يشار إليه تقليديًا بالتصنيع الدقيق، إلا أن الدقة المطلوبة تجعله مصنفًا ضمن هذه الفئة من تطبيقات الليزر. يمكن استخدام ليزر البيكو ثانية لمعالجة حواف أدوات الماس متعدد البلورات في آلات الطحن.

يعد الليزر الأداة المثالية لمعالجة الماس متعدد البلورات، وهي مواد صلبة للغاية يمكن استخدامها لصنع شفرات قطع الطحن. إن استخدام تقنية قولبة النقش لمعالجة أخاديد الرقائق وأسنان قاطع الطحن، في هذه الحالة، فوائد عدم الاتصال بالليزر ودقة المعالجة العالية.

تتمتع المعالجة الدقيقة بآفاق تطبيق واسعة جدًا، ويدخل المزيد والمزيد من الضروريات اليومية مجال رؤيتنا من خلال المعالجة الدقيقة بالليزر.

المعالجة بالليزر هي معالجة غير متصلة، مع عملية متابعة أقل، وإمكانية تحكم جيدة، وتكامل سهل، وكفاءة معالجة عالية، وفقدان منخفض للمواد، وانخفاض التلوث البيئي، وغيرها من المزايا المهمة، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في السيارات والإلكترونيات والأجهزة الكهربائية. والطيران والمعادن وصناعات تصنيع الآلات. إنه يلعب دورًا متزايد الأهمية في تحسين جودة المنتج وإنتاجية العمل والأتمتة وتقليل استهلاك المواد.

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا، فإننا سوف نتبع هدفنا المتمثل في تزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.