Лазер цэвэрлэгээний шийдлүүд: Өндөр эрсдэлтэй материал боловсруулахтай холбоотой бэрхшээлүүдийг шийдвэрлэх нь

Лазер цэвэрлэгээ нь өндөр үр ашигтай, холбоо барихгүй нарийвчлалтай арилгах технологи болж гарч ирсэн. Гэсэн хэдий ч мэдрэмтгий материалтай харьцахдаа цэвэрлэгээний үр нөлөөг материалын хамгаалалттай тэнцвэржүүлэх нь чухал юм. Энэхүү нийтлэлд материалын шинж чанар, лазерын параметрүүд болон процессын дизайныг шинжлэх замаар өндөр эрсдэлтэй нөхцөл байдлыг шийдвэрлэх системчилсэн аргыг танилцуулж байна.

Лазер цэвэрлэгээнд өндөр эрсдэлтэй материалын гэмтлийн механизм ба эсрэг арга хэмжээ

1. Дулаанд мэдрэмтгий материалууд

Гэмтлийн механизм: Лазер цэвэрлэгээний үед халуунд хуримтлагдсанаас болж хайлах цэг багатай эсвэл дулаан дамжуулалт муутай хуванцар эсвэл резин зэрэг материалууд зөөлөрч, нүүрстөрөгчжих эсвэл деформацид орох хандлагатай байдаг.

Шийдлүүд: (1) Хуванцар болон резин зэрэг материалын хувьд: Бага чадлын импульсийн лазерыг инертийн хий (жишээ нь, азот) хөргөлттэй хослуулан ашиглаарай. Импульсийн зөв зай нь дулааныг үр дүнтэй тараах боломжийг олгодог бол инертийн хий нь хүчилтөрөгчийг тусгаарлаж, исэлдэлтийг багасгахад тусалдаг. (2) Мод эсвэл керамик зэрэг сүвэрхэг материалын хувьд: Бага чадлын, богино импульсийн лазерыг олон сканнертайгаар ашиглаарай. Сүвэрхэг дотоод бүтэц нь лазерын энергийг давтан тусгалаар тараахад тусалдаг бөгөөд орон нутгийн хэт халалтын эрсдлийг бууруулдаг.

2. Олон давхаргат нийлмэл материалууд

Гэмтлийн механизм: Давхаргуудын хоорондох энерги шингээлтийн өөр өөр түвшин нь суурь дээр санамсаргүйгээр гэмтэл учруулах эсвэл бүрхүүлийн салалтад хүргэж болзошгүй.

Шийдлүүд: (1) Будсан металл эсвэл бүрсэн нийлмэл материалын хувьд: Лазерын тусах өнцгийг тохируулж ойлтын замыг өөрчилнө. Энэ нь гадаргуугийн тусгаарлалтыг сайжруулж, суурь руу энерги нэвтрэхийг бууруулна. (2) Бүрсэн суурь (жишээ нь, хром бүрсэн хэв)-ийн хувьд: Тодорхой долгионы урттай хэт ягаан туяаны (UV) лазер ашиглана. UV лазер нь хэт их дулаан дамжуулахгүйгээр бүрхүүлийг сонгон авч, суурь материалын эвдрэлийг багасгана.

3. Өндөр хатуулагтай ба хэврэг материалууд

Гэмтлийн механизм: Шил эсвэл дан талст цахиур зэрэг материалууд нь дулааны тэлэлтийн ялгаа эсвэл талстын бүтцийн огцом өөрчлөлтөөс болж бичил хагарал үүсгэж болзошгүй.

Шийдлүүд: (1) Шил эсвэл монокристалл цахиур зэрэг материалын хувьд: Хэт богино импульсийн лазер (жишээ нь, фемтосекундын лазер) ашиглана уу. Тэдгээрийн шугаман бус шингээлт нь торны чичиргээ үүсэхээс өмнө энерги дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд бичил хагарлын эрсдлийг бууруулдаг. (2) Нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэл материалын хувьд: Давирхай-шилэн интерфейс дээрх стрессийн концентрацийг багасгах, энергийн жигд тархалтыг хангахын тулд цагираг хэлбэрийн цацрагийн профиль гэх мэт цацраг хэлбэржүүлэх аргыг ашиглан хагарал үүсэхээс сэргийлнэ.

Аж үйлдвэрийн хөргөгч : Лазер цэвэрлэгээний үед материалыг хамгаалах чухал холбоотон

Аж үйлдвэрийн хөргөгч нь лазер цэвэрлэгээний үед дулаан хуримтлагдахаас үүдэлтэй материалын эвдрэлийн эрсдлийг бууруулахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн нарийн температурын хяналт нь янз бүрийн ажиллагааны нөхцөлд лазерын гаралтын тогтвортой чадал болон цацрагийн чанарыг хангадаг. Үр ашигтай дулаан ялгаруулалт нь халуунд мэдрэмтгий материалын хэт халалтаас сэргийлж, зөөлөрөх, нүүрстөрөгчжих, ​​хэв гажилтаас сэргийлдэг.

Хөргөгч нь материалыг хамгаалахаас гадна лазерын эх үүсвэр болон оптик эд ангиудыг хамгаалж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Аюулгүй байдлын суурилуулсан функцээр тоноглогдсон үйлдвэрийн хөргөгч нь тоног төхөөрөмжийн эвдрэл, аюулгүй байдлын ослын эрсдэлийг бууруулж, эрт сэрэмжлүүлэг, автомат хамгаалалтыг өгдөг.

Дүгнэлт

Материалын шинж чанар, лазерын параметрүүд болон процессын стратегиудыг цогцоор нь авч үзэн энэхүү нийтлэл нь өндөр эрсдэлтэй орчинд лазер цэвэрлэгээний практик шийдлүүдийг санал болгож байна. Эдгээр аргууд нь материалын эвдрэлийг багасгахын зэрэгцээ үр ашигтай цэвэрлэгээг хангах зорилготой бөгөөд лазер цэвэрлэгээг мэдрэмтгий, нарийн төвөгтэй хэрэглээнд илүү аюулгүй, найдвартай болгодог.