เทคโนโลยีเลเซอร์นำทางด้วยน้ำคืออะไร และวิธีการดั้งเดิมแบบใดที่สามารถทดแทนได้?

เทคโนโลยีเลเซอร์นำทางด้วยน้ำคืออะไร? ทำงานอย่างไร?

เทคโนโลยีเลเซอร์นำทางด้วยน้ำเป็นวิธีการประมวลผลขั้นสูงที่รวมลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงเข้ากับเจ็ทน้ำแรงดันสูง การใช้หลักการสะท้อนกลับภายในทั้งหมดทำให้กระแสน้ำทำหน้าที่เป็นท่อนำคลื่นแสง แนวทางเชิงนวัตกรรมนี้ผสานความแม่นยำของการตัดด้วยเลเซอร์เข้ากับความสามารถในการทำความเย็นและทำความสะอาดน้ำ ทำให้สามารถประมวลผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เกิดความเสียหายน้อย และมีความแม่นยำสูง

กระบวนการแบบดั้งเดิมที่สามารถทดแทนได้และข้อดีหลัก

1. เครื่องจักรกลธรรมดา

แอปพลิเคชัน: การตัดวัสดุแข็งและเปราะ เช่น เซรามิก ซิลิกอนคาร์ไบด์ และเพชร  

ข้อดี: เลเซอร์ที่นำทางด้วยน้ำใช้การประมวลผลแบบไม่สัมผัส จึงหลีกเลี่ยงความเครียดทางกลและความเสียหายของวัสดุ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่บางเฉียบ (เช่น เฟืองนาฬิกา) และรูปทรงที่ซับซ้อน ช่วยเพิ่มความแม่นยำและความยืดหยุ่นในการตัด

2. การตัดด้วยเลเซอร์แบบดั้งเดิม

แอปพลิเคชัน: การตัดแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น SiC และ GaN หรือแผ่นโลหะบางๆ  

ข้อดี: เลเซอร์ที่นำทางด้วยน้ำจะลดพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว และขจัดความจำเป็นในการโฟกัสใหม่บ่อยครั้ง ทำให้กระบวนการทั้งหมดมีประสิทธิภาพมากขึ้น

3. การกัดด้วยไฟฟ้า (EDM)

แอปพลิเคชัน: การเจาะรูในวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า เช่น สารเคลือบเซรามิกในเครื่องยนต์อากาศยาน

ข้อดี: ไม่เหมือนกับ EDM เลเซอร์ที่นำทางด้วยน้ำไม่ได้ถูกจำกัดด้วยสภาพนำไฟฟ้า สามารถเจาะรูขนาดเล็กที่มีอัตราส่วนภาพสูง (สูงสุด 30:1) โดยไม่เกิดครีบ ช่วยเพิ่มทั้งคุณภาพและประสิทธิภาพ

4. การกัดด้วยสารเคมี & การตัดด้วยเจ็ทน้ำแบบขัด

แอปพลิเคชัน: การประมวลผลไมโครแชนเนลในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น การปลูกถ่ายไททาเนียม  

ข้อดี: เลเซอร์ที่นำทางด้วยน้ำช่วยให้การประมวลผลสะอาดขึ้นและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ไม่มีสารเคมีตกค้าง มีความหยาบของพื้นผิวน้อยลง และมีความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นของส่วนประกอบทางการแพทย์

5. พลาสม่า & การตัดด้วยเปลวไฟ

แอปพลิเคชัน: การตัดแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมในอุตสาหกรรมยานยนต์  

ข้อดี: เทคโนโลยีนี้ป้องกันการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงและลดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ (น้อยกว่า 0.1% เมื่อเทียบกับ มากกว่า 5% ด้วยวิธีการแบบดั้งเดิม) ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในการตัดและคุณภาพของวัสดุที่ดีขึ้น

เลเซอร์นำทางด้วยน้ำจำเป็นต้องใช้ เลเซอร์ชิลเลอร์ ?

ใช่. แม้ว่ากระแสน้ำจะทำหน้าที่เป็นตัวกลางนำทาง แต่แหล่งเลเซอร์ภายใน (เช่น ไฟเบอร์ เซมิคอนดักเตอร์ หรือเลเซอร์ CO₂) จะสร้างความร้อนจำนวนมากในระหว่างการทำงาน หากไม่มีการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ความร้อนดังกล่าวอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ประสิทธิภาพลดลง และอายุการใช้งานของเลเซอร์สั้นลง

เครื่องทำความเย็นเลเซอร์ในอุตสาหกรรมมีความจำเป็นเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ รับรองผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ และปกป้องระบบเลเซอร์ สำหรับการใช้งานที่ให้ความสำคัญกับความเสียหายจากความร้อนต่ำ ความแม่นยำสูง และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตที่มีความแม่นยำ เลเซอร์ที่นำโดยน้ำซึ่งจับคู่กับเครื่องทำความเย็นเลเซอร์ที่เชื่อถือได้ จะให้โซลูชันการประมวลผลที่เหนือกว่าและยั่งยืน