Esplorazzjoni tal-Istatus u l-Potenzjal Attwali tal-Ipproċessar tal-Laser tal-Ħġieġ

It-teknoloġija tal-manifattura bil-lejżer rat żvilupp mgħaġġel matul l-aħħar għaxar snin, bl-applikazzjoni primarja tagħha tkun l-ipproċessar bil-lejżer għal materjali tal-metall. It-tqattigħ bil-lejżer, l-iwweldjar bil-lejżer, u l-kisi bil-lejżer tal-metalli huma fost l-aktar proċessi importanti fl-ipproċessar tal-metall bil-lejżer. Madankollu, hekk kif tiżdied il-konċentrazzjoni, l-omoġenizzazzjoni tal-prodotti tal-lejżer saret severa, u dan jillimita t-tkabbir tas-suq tal-lejżer. Għalhekk, biex jirnexxu, l-applikazzjonijiet tal-lejżer iridu jespandu f'oqsma materjali ġodda. Materjali mhux metalliċi adattati għall-applikazzjoni bil-lejżer jinkludu drappijiet, ħġieġ, plastik, polimeri, ċeramika, u aktar. Kull materjal jinvolvi diversi industriji, iżda diġà jeżistu tekniki ta' pproċessar maturi, u b'hekk is-sostituzzjoni bil-lejżer mhijiex kompitu faċli.

Biex tidħol f'qasam ta' materjal mhux metalliku, huwa meħtieġ li jiġi analizzat jekk l-interazzjoni tal-lejżer mal-materjal hijiex fattibbli u jekk hux se jseħħu reazzjonijiet avversi. Bħalissa, il-ħġieġ jispikka bħala qasam ewlieni b'valur miżjud għoli u potenzjal għal applikazzjonijiet ta' pproċessar bil-lejżer f'lottijiet.

Spazju Kbir għall-Qtugħ bil-Laser tal-Ħġieġ

Il-ħġieġ huwa materjal industrijali importanti użat f'diversi industriji bħall-karozzi, il-kostruzzjoni, il-mediċina, u l-elettronika. L-applikazzjonijiet tiegħu jvarjaw minn filtri ottiċi fuq skala żgħira li jkejlu mikrometri għal pannelli tal-ħġieġ fuq skala kbira użati f'industriji bħall-karozzi jew il-kostruzzjoni.

Il-ħġieġ jista' jiġi kkategorizzat fi ħġieġ ottiku, ħġieġ tal-kwarz, ħġieġ mikrokristallin, ħġieġ taż-żaffir, u aktar. Il-karatteristika sinifikanti tal-ħġieġ hija l-fraġilità tiegħu, li toħloq sfidi sinifikanti għall-metodi tradizzjonali tal-ipproċessar. Il-metodi tradizzjonali tat-tqattigħ tal-ħġieġ tipikament jużaw għodda tal-liga iebsa jew tad-djamanti, bil-proċess tat-tqattigħ maqsum f'żewġ stadji. L-ewwelnett, tinħoloq xquq fuq il-wiċċ tal-ħġieġ bl-użu ta' għodda b'ponta tad-djamanti jew rota tat-tħin ta' liga iebsa. It-tieni, jintużaw mezzi mekkaniċi biex jisseparaw il-ħġieġ tul il-linja tax-xquq. Madankollu, dawn il-proċessi tradizzjonali għandhom żvantaġġi ċari. Huma relattivament ineffiċjenti, u jirriżultaw fi truf irregolari li ħafna drabi jeħtieġu illustrar sekondarju, u jipproduċu ħafna debris u trab. Barra minn hekk, għal kompiti bħat-tħaffir ta' toqob f'nofs pannelli tal-ħġieġ jew il-qtugħ ta' forom irregolari, il-metodi tradizzjonali huma pjuttost ta' sfida. Hawnhekk fejn il-vantaġġi tat-tqattigħ tal-ħġieġ bil-lejżer isiru apparenti Fl-2022, id-dħul mill-bejgħ tal-industrija tal-ħġieġ taċ-Ċina kien ta' madwar 744.3 biljun wan. Ir-rata ta' penetrazzjoni tat-teknoloġija tat-tqattigħ bil-lejżer fl-industrija tal-ħġieġ għadha fl-istadju inizjali tagħha, u dan jindika spazju sinifikanti għall-applikazzjoni tat-teknoloġija tat-tqattigħ bil-lejżer bħala sostitut.

Qtugħ bil-Laser tal-Ħġieġ: Mill-Mowbajls 'il Quddiem

It-tqattigħ tal-lejżer tal-ħġieġ ħafna drabi juża ras ta' ffukar Bezier biex jiġġenera raġġi tal-lejżer ta' qawwa għolja u densità għolja fil-ħġieġ. Billi tiffoka r-raġġ Bezier ġewwa l-ħġieġ, dan jivvaporizza istantanjament il-materjal, u joħloq żona ta' vaporizzazzjoni, li tespandi malajr biex tifforma xquq fuq l-uċuħ ta' fuq u ta' isfel. Dawn ix-xquq jiffurmaw is-sezzjoni tat-tqattigħ magħmula minn għadd ta’ punti żgħar ta’ pori, u b’hekk jinkiseb qtugħ permezz ta’ ksur tal-istress estern.

Bl-avvanzi sinifikanti fit-teknoloġija tal-lejżer, il-livelli tal-qawwa żdiedu wkoll. Lejżer aħdar ta' nanosekonda b'qawwa ta' aktar minn 20W jista' jaqta' l-ħġieġ b'mod effettiv, filwaqt li lejżer ultravjola ta' pikosekonda b'qawwa ta' aktar minn 15W jaqta' mingħajr sforz ħġieġ taħt il-ħxuna ta' 2mm. Jeżistu intrapriżi Ċiniżi li jistgħu jaqtgħu ħġieġ sa 17mm ħxuna. Il-qtugħ tal-ħġieġ bil-lejżer jiftaħar b'effiċjenza għolja. Pereżempju, it-tqattigħ ta' biċċa ħġieġ b'dijametru ta' 10 ċm fuq ħġieġ ħoxnin 3 mm jieħu biss madwar 10 sekondi bit-tqattigħ bil-lejżer meta mqabbel ma' diversi minuti b'skieken mekkaniċi. It-truf maqtugħin bil-lejżer huma lixxi, b'eżattezza tal-inċiżjoni sa 30μm, u b'hekk jeliminaw il-ħtieġa għal makkinar sekondarju għal prodotti industrijali ġenerali.

Il-qtugħ tal-ħġieġ bil-lejżer huwa żvilupp relattivament reċenti, li beda madwar sitt sa seba' snin ilu. L-industrija tal-manifattura tat-telefowns ċellulari kienet fost dawk li adottawha bikrija, billi użat qtugħ bil-lejżer fuq l-għata tal-ħġieġ tal-kameras u esperjenzat żieda qawwija bl-introduzzjoni ta' apparat tal-qtugħ tal-inviżibilità bil-lejżer. Bil-popolarità tal-ismartphones full-screen, it-tqattigħ preċiż bil-lejżer ta' pannelli sħaħ tal-ħġieġ bi skrin kbir żied b'mod sinifikanti l-kapaċità tal-ipproċessar tal-ħġieġ. Il-qtugħ bil-lejżer sar komuni fir-rigward tal-ipproċessar tal-komponenti tal-ħġieġ għat-telefowns ċellulari. Din ix-xejra kienet primarjament immexxija minn tagħmir awtomatizzat għall-ipproċessar bil-lejżer tal-ħġieġ tal-qoxra tat-telefowns ċellulari, apparati tat-tqattigħ bil-lejżer għal lentijiet tal-protezzjoni tal-kameras, u tagħmir intelliġenti għat-tħaffir bil-lejżer ta' sottostrati tal-ħġieġ.

Il-Ħġieġ tal-Iskrin Elettroniku Immuntat fuq il-Karozza Qed Jadotta Gradwalment it-Tqattigħ bil-Laser

L-iskrins immuntati mal-karozzi jikkunsmaw ħafna pannelli tal-ħġieġ, speċjalment għal skrins ta' kontroll ċentrali, sistemi ta' navigazzjoni, dashcams, eċċ. Illum il-ġurnata, ħafna vetturi tal-enerġija ġodda huma mgħammra b'sistemi intelliġenti u skrins ta' kontroll ċentrali kbar wisq. Sistemi intelliġenti saru standard fil-karozzi, bi skrins kbar u multipli, kif ukoll skrins mgħawġa 3D li gradwalment qed isiru l-mainstream tas-suq. Il-pannelli tal-kisi tal-ħġieġ għal skrins immuntati fuq il-karozzi jintużaw ħafna minħabba l-karatteristiċi eċċellenti tagħhom, u ħġieġ tal-iskrin mgħawweġ ta’ kwalità għolja jista’ jipprovdi esperjenza aktar aħħarija għall-industrija tal-karozzi. Madankollu, l-ebusija għolja u l-fraġilità tal-ħġieġ joħolqu sfida għall-ipproċessar.

L-iskrins tal-ħġieġ immuntati mal-karozzi jeħtieġu preċiżjoni għolja, u t-tolleranzi tal-komponenti strutturali mmuntati huma żgħar ħafna. Żbalji dimensjonali kbar waqt it-tqattigħ ta' skrins kwadri/vireg jistgħu jwasslu għal problemi ta' assemblaġġ. Il-metodi tradizzjonali tal-ipproċessar jinvolvu diversi passi bħal qtugħ tar-roti, tkissir manwali, iffurmar bis-CNC, u ċanfrinar, fost oħrajn. Peress li huwa proċessar mekkaniku, ibati minn problemi bħal effiċjenza baxxa, kwalità fqira, rata baxxa ta' rendiment, u spiża għolja. Wara t-tqattigħ tar-roti, il-magni CNC ta' forma ta' ħġieġa ta' għatu ta' kontroll ċentrali ta' karozza waħda jistgħu jieħdu sa 8-10 minuti. B'lejżers ultraveloċi ta' aktar minn 100W, ħġieġ ta' 17mm jista' jinqata' f'daqqa waħda; l-integrazzjoni ta' proċessi ta' produzzjoni multipli żżid l-effiċjenza bi 80%, fejn lejżer wieħed huwa ugwali għal 20 magna CNC. Dan itejjeb ħafna l-produttività u jnaqqas l-ispejjeż tal-ipproċessar tal-unità.

Applikazzjonijiet Oħra tal-Lejżers fil-Ħġieġ

Il-ħġieġ tal-kwarz għandu struttura unika, li tagħmilha diffiċli biex tinqasam bil-lejżers, iżda l-lejżers femtosekondi jistgħu jintużaw għall-inċiżjoni fuq il-ħġieġ tal-kwarz. Din hija applikazzjoni ta' lejżers femtosekondi għal makkinar ta' preċiżjoni u inċiżjoni fuq ħġieġ tal-kwarz. It-teknoloġija tal-lejżer femtosekond hija teknoloġija avvanzata tal-ipproċessar li qed tiżviluppa b'rata mgħaġġla fis-snin riċenti, bi preċiżjoni u veloċità tal-ipproċessar estremament għolja, kapaċi għal inċiżjoni u pproċessar minn mikrometru sa nanometru fuq diversi uċuħ tal-materjal.  It-teknoloġija tat-tkessiħ bil-lejżer tvarja skont id-domandi tas-suq li qed jinbidlu. Bħala manifattur ta' chillers b'esperjenza li jaġġorna tagħna apparat li jkessaħ l-ilma  Linji ta' produzzjoni li jżommu max-xejriet tas-suq, iċ-CWUP-Series Ultrafast Laser Chillers tal-Manifattur tat-TEYU Chiller jistgħu jipprovdu soluzzjonijiet ta' tkessiħ effiċjenti u stabbli għal lejżers picosecond u femtosecond sa 60W.

L-iwweldjar bil-lejżer tal-ħġieġ hija teknoloġija ġdida li ħarġet fl-aħħar sentejn jew tlieta, u li dehret inizjalment fil-Ġermanja. Bħalissa, ftit unitajiet biss fiċ-Ċina, bħal Huagong Laser, Xi'an Institute of Optics and Fine Mechanics, u Harbin Hit Weld Technology, irnexxielhom irnexxielhom jużaw din it-teknoloġija. Taħt l-azzjoni ta' lejżers b'impulsi qosra u ta' qawwa għolja, il-mewġ tal-pressjoni ġġenerati mil-lejżers jistgħu joħolqu mikroxquq jew konċentrazzjonijiet ta' stress fil-ħġieġ, li jistgħu jippromwovu t-twaħħil bejn żewġ biċċiet tal-ħġieġ.  Il-ħġieġ imwaħħal wara l-iwweldjar ikun sod ħafna, u diġà huwa possibbli li jinkiseb iwweldjar strett bejn ħġieġ ta' 3mm ħxuna. Fil-futur, ir-riċerkaturi qed jiffokaw ukoll fuq l-iwweldjar overlay tal-ħġieġ ma' materjali oħra. Bħalissa, dawn il-proċessi ġodda għadhom ma ġewx applikati b'mod wiesa' fi gruppi, iżda ladarba jimmaturaw, bla dubju se jkollhom rwol importanti f'xi oqsma ta' applikazzjoni ta' livell għoli.