Жаңалықтар - Лазерлердің өнеркәсіптегі негізгі қолданылуы

1960 жылдары пайда болғаннан бері лазерлік технология жоғары энергия тығыздығы, жақсы бағыттылығы және басқарылуының арқасында өнеркәсіптік өндіріс саласындағы негізгі құралға айналды. Дәстүрлі механикалық өңдеу әдістерімен салыстырғанда, лазерлік өңдеу жанаспау, жоғары дәлдік және жоғары деңгейлі автоматтандыру сияқты маңызды артықшылықтарға ие және материалды кесу, дәнекерлеу, белгілеу, бұрғылау және қоспа өндірісі сияқты өнеркәсіптік өндірісте кеңінен қолданылады. Лазер түріне және оның технологиялық сипаттамаларына сәйкес, өнеркәсіптік лазерлік өңдеу негізінен үш санатқа бөлінеді: лазерлік кесу, лазерлік дәнекерлеу және лазерлік қоспа өндірісі. Әрбір технологиялық әдістің өзіндік ерекше әсер ету механизмі және қолдану аясы бар.

Лазерлік кесу

Лазерлік кесу - өнеркәсіптік лазерлік қолданудың ең жетілген түрлерінің бірі. Ол материалдарды балқыту және буландыру үшін жоғары қуатты лазер сәулесін пайдаланады және қожды үрлеу үшін қосалқы газбен біріктіріліп, тиімді және дәл кесуге қол жеткізеді. CO₂ лазерлері мен талшықты лазерлер қазіргі уақытта көміртекті болат, тот баспайтын болат және алюминий қорытпасы сияқты материалдардың орташа және жұқа пластиналарын кесуге жарамды негізгі жабдық болып табылады. Бұл технологияның артықшылықтары оның тар саңылауы, кішкентай жылу әсер ететін аймағы, қалыптардың қажеттілігінің болмауы және өңдеу жолдарын тез өзгерту мүмкіндігінде. Ол әсіресе автомобиль өндірісі, металл парақтарын өңдеу және аэроғарыш сияқты жоғары сұранысқа ие салаларға өте қолайлы.

Автокөлік өндірісінде лазерлік кесу кузов панельдерінен бастап қозғалтқыштарға дейінгі әртүрлі компоненттерді өндіру үшін қолданылады. Мысалы, талшықты лазерлер жоғары беріктіктегі болат компоненттерін жоғары дәлдікпен кесу үшін қолданылады, осылайша автомобильдердің жеңілдігіне қол жеткізіледі.

(2) Аэроғарыш өнеркәсібі лазерлік кесу технологиясынан, әсіресе титан және композиттік материалдар сияқты озық материалдардан жасалған күрделі компоненттерді өндіруде де пайда көреді. Мысалы, аса жылдам лазерлерді күрделі пішінді титан қорытпасынан жасалған компоненттерді кесу үшін пайдалануға болады, бұл термиялық зақымдануды азайтады және компоненттердің құрылымдық тұтастығын қамтамасыз етеді, бұл аэроғарыш компоненттерінің өнімділігі мен қауіпсіздігін айтарлықтай арттырады.

Лазерлік дәнекерлеу

Лазерлік дәнекерлеу металл материалдарды лазер сәулесімен тез балқыту арқылы қосылысқа қол жеткізеді, бұл терең ену, жоғары жылдамдық және төмен жылу шығынын қамтамасыз етеді. Жалпы дәнекерлеу режимдеріне үздіксіз лазерлік дәнекерлеу және импульсті лазерлік дәнекерлеу жатады, олар жұқа пластиналы дәлдікпен дәнекерлеу және терең енумен дәнекерлеу сценарийлеріне жарамды. Доғалық дәнекерлеумен салыстырғанда, лазерлік дәнекерлеу жіктерінің беріктігі жоғары және деформациясы аз, және олар батарея қаптамасы, тот баспайтын болаттан жасалған компоненттерді дәнекерлеу және ядролық энергетикалық құрылымдық компоненттерді өндіру сияқты салаларда қолданылады. Әсіресе батарея өндірісінде лазерлік дәнекерлеу негізгі қосылу әдісіне айналды.

(1) Автокөлік өнеркәсібінде лазерлік дәнекерлеу кузов панельдерін, қозғалтқыш компоненттерін және басқа да маңызды бөлшектерді қосу үшін қолданылады. Мысалы, талшықты лазерлер берік және берік қосылыстарды қалыптастыру үшін жоғары беріктіктегі болат компоненттерін жоғары дәлдікпен дәнекерлеу үшін қолданылады.

(2) Электроника өнеркәсібінде лазерлік дәнекерлеу шағын және дәл компоненттерді жоғары дәлдікпен қосу үшін қолданылады. Мысалы, диодты лазерлер электр қосылыстарының сенімділігін қамтамасыз ету үшін литий-ионды батареялардағы батарея ұяшықтарын дәнекерлеу үшін қолданылады.

(3) Аэроғарыш өнеркәсібінде Boeing 787 Dreamliner титан қорытпалары мен композиттік материалдарды байланыстыру үшін лазерлік дәнекерлеу технологиясын қолданады, бұл шегелер санын айтарлықтай азайтады, фюзеляж салмағын төмендетеді және отын тиімділігін арттырады.

Лазерлік технология, озық өндірістің маңызды тірегі ретінде, өзінің өнеркәсіптік қолдану шекараларын үнемі кеңейтіп келеді. Қазіргі уақытта лазерлік өңдеу лазерлік-электрлік доғалық композиттік дәнекерлеу, лазерлік ультражылдам микроөңдеу және лазерлік интеллектуалды бақылау жүйелері сияқты жоғары қуаттылық, жоғары дәлдік және көп процесті интеграциялау бағыттарына қарай дамып келеді. Болашақта жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлердің, интеллектуалды басқару жүйелерінің және жасыл өндіріс тұжырымдамаларының үздіксіз дамуымен лазерлік өңдеу интеллектуалды өндірісте, жекелендірілген өнімдерде және экстремалды материалдарды өңдеу салаларында маңызды рөл атқара береді.