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Introdução ao processamento a laser na fabricação
A tecnologia de processamento a laser experimentou desenvolvimento rápido e é amplamente utilizado em vários campos, como aeroespacial, automotivo, eletrônica e muito mais. Ele desempenha um papel significativo na melhoria da qualidade do produto, produtividade do trabalho e automação, reduzindo a poluição e o consumo de material (Gong, 2012).
Processamento a laser em materiais de metal e não-metal
A aplicação principal do processamento a laser na última década está em materiais metálicos, incluindo corte, soldagem e revestimento. No entanto, o campo está se expandindo para materiais não-metais, como têxteis, vidro, plásticos, polímeros e cerâmica. Cada um desses materiais abre oportunidades em várias indústrias, embora já tenham estabelecido técnicas de processamento (Yumoto et al., 2017).
Desafios e inovações no processamento a laser de vidro
O vidro, com suas amplas aplicações em indústrias como automotivo, construção e eletrônica, representa uma área significativa para o processamento a laser. Os métodos tradicionais de corte de vidro, que envolvem ferramentas de liga dura ou diamante, são limitados por baixa eficiência e arestas. Por outro lado, o corte a laser oferece uma alternativa mais eficiente e precisa. Isso é especialmente evidente em indústrias como a fabricação de smartphones, onde o corte a laser é usado para capas de lentes de câmera e telas de tela grande (Ding et al., 2019).
Processamento a laser de tipos de vidro de alto valor
Diferentes tipos de vidro, como vidro óptico, vidro de quartzo e vidro de safira, apresentam desafios únicos devido à sua natureza quebradiça. No entanto, técnicas avançadas de laser como a gravação a laser de femtossegundos permitiram o processamento de precisão desses materiais (Sun & Flores, 2010).
Influência do comprimento de onda nos processos tecnológicos a laser
O comprimento de onda do laser influencia significativamente o processo, especialmente para materiais como o aço estrutural. Os lasers emitidos em áreas de infravermelho ultravioleta, visível, próximas e distantes foram analisadas quanto à sua densidade crítica de potência para derretimento e evaporação (Lazov, Angelov e Teirumnieks, 2019).
Diversas aplicações baseadas em comprimentos de onda
A escolha do comprimento de onda do laser não é arbitrária, mas é altamente dependente das propriedades do material e do resultado desejado. Por exemplo, os lasers UV (com comprimentos de onda mais curtos) são excelentes para gravação de precisão e micro -racha, pois podem produzir detalhes mais finos. Isso os torna ideais para as indústrias de semicondutores e microeletrônicos. Por outro lado, os lasers infravermelhos são mais eficientes para o processamento de material mais espesso devido às suas capacidades de penetração mais profundas, tornando -as adequadas para aplicações industriais pesadas. (Majumdar & Manna, 2013). Lasers verdes semelhantes, normalmente operando a um comprimento de onda de 532 nm, encontre seu nicho em aplicações que requerem alta precisão com impacto térmico mínimo. Eles são particularmente eficazes em microeletrônicos para tarefas como padrão de circuito, em aplicações médicas para procedimentos como fotocoagulação e no setor de energia renovável para fabricação de células solares. O comprimento de onda exclusivo dos lasers verdes também os torna adequados para marcação e gravação de diversos materiais, incluindo plásticos e metais, onde são desejados alto contraste e danos mínimos na superfície. Essa adaptabilidade dos lasers verdes ressalta a importância da seleção de comprimento de onda na tecnologia a laser, garantindo resultados ideais para materiais e aplicações específicos.
O525nm Laser verdeé um tipo específico de tecnologia a laser caracterizada por sua distinta emissão de luz verde no comprimento de onda de 525 nanômetros. Os lasers verdes neste comprimento de onda encontram aplicações na fotocoagulação da retina, onde sua alta potência e precisão são benéficas. Eles também são potencialmente úteis no processamento de materiais, principalmente em campos que requerem processamento preciso e mínimo de impacto térmico.O desenvolvimento de diodos verdes a laser no substrato GaN do plano C em direção a comprimentos de onda mais longos a 524-532 nm marca um avanço significativo na tecnologia a laser. Esse desenvolvimento é crucial para aplicações que requerem características específicas do comprimento de onda
Ondas contínuas e fontes de laser modeladas
Ondas contínuas (CW) e fontes de laser quase-CW modeladas em vários comprimentos de onda, como infravermelho próximo (NIR) a 1064 nm, verde a 532 nm e ultravioleta (UV) a 355 nm, são considerados para as células solares de emissor seletivo de dopagem a laser. Diferentes comprimentos de onda têm implicações para a adaptabilidade e eficiência da fabricação (Patel et al., 2011).
Lasers de Excimer para materiais de gap de banda ampla
Os lasers de Excimer, operando em um comprimento de onda de UV, são adequados para processar materiais de banda larga como vidro e polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP), oferecendo alta precisão e impacto térmico mínimo (Kobayashi et al., 2017).
ND: lasers YAG para aplicações industriais
ND: YAG Lasers, com sua adaptabilidade em termos de ajuste de comprimento de onda, são usados em uma ampla gama de aplicações. Sua capacidade de operar em 1064 nm e 532 nm permite flexibilidade no processamento de diferentes materiais. Por exemplo, o comprimento de onda de 1064 nm é ideal para gravação profunda nos metais, enquanto o comprimento de onda de 532 nm fornece gravação de superfície de alta qualidade em plásticos e metais revestidos (Moon et al., 1999).
→ Produtos relacionados:Laser de estado sólido de diodo CW com comprimento de onda de 1064nm
Soldagem a laser de fibra de alta potência
Os lasers com comprimentos de onda próximos a 1000 nm, possuindo boa qualidade de feixe e alta potência, são usados na soldagem a laser de fechadura para metais. Esses lasers vaporizam e derretem materiais, produzindo soldas de alta qualidade (Salminen, Piili e Purtonen, 2010).
Integração do processamento a laser com outras tecnologias
A integração do processamento a laser com outras tecnologias de fabricação, como revestimento e moagem, levou a sistemas de produção mais eficientes e versáteis. Essa integração é particularmente benéfica em indústrias, como fabricação de ferramentas e matrizes e reparo do motor (Nowotny et al., 2010).
Processamento a laser em campos emergentes
A aplicação da tecnologia a laser se estende a campos emergentes, como semicondutores, indústrias de filmes finos, oferecendo novos recursos e melhorando as propriedades do material, a precisão do produto e o desempenho do dispositivo (Hwang et al., 2022).
Tendências futuras no processamento a laser
Desenvolvimentos futuros na tecnologia de processamento a laser estão focados em novas técnicas de fabricação, melhorando as qualidades de produtos, engenharia componentes multimateriais integrados e melhorando os benefícios econômicos e processuais. Isso inclui fabricação rápida de estruturas a laser com porosidade controlada, soldagem híbrida e corte de perfil a laser de folhas de metal (Kukreja et al., 2013).
A tecnologia de processamento a laser, com suas diversas aplicações e inovações contínuas, está moldando o futuro da fabricação e processamento de materiais. Sua versatilidade e precisão o tornam uma ferramenta indispensável em várias indústrias, ultrapassando os limites dos métodos tradicionais de fabricação.
Lazov, L., Angelov, N., & Teirumnieks, E. (2019). Método para estimativa preliminar da densidade crítica de potência nos processos tecnológicos a laser.AMBIENTE. Tecnologias. RECURSOS. Anais da Conferência Científica e Prática Internacional. Link
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Suginto, A. e Bovatsek, J. (2011). Fabricação de alta velocidade de células solares de emissor seletivo de dopagem a laser usando onda contínua de 532nm (CW) e fontes de laser quase-CW modeladas.Link
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). DUV de alta potência Processamento de lasers para vidro e CFRP.Link
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). Frequência intracavidade eficiente dobrando de um laser de ND: YAG do tipo refletor difusivo usando um cristal KTP.Link
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). As características da soldagem a laser de fibra de alta potência.Anais da Instituição de Engenheiros Mecânicos, Parte C: Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.Link
Majumdar, J. & Manna, I. (2013). Introdução à fabricação de materiais assistida a laser.Link
Gong, S. (2012). Investigações e aplicações da tecnologia avançada de processamento a laser.Link
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). Desenvolvimento de um leito de teste de fabricação a laser e banco de dados para processamento de materiais a laser.A revisão da engenharia a laser, 45, 565-570.Link
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). Avanços na tecnologia de monitoramento in situ para processamento a laser.Cientia Sinica Physica, Mechanica e Astronomica. Link
Sun, H. & Flores, K. (2010). Análise microestrutural de um vidro metálico a granel baseado em ZR processado a laser.Transações metalúrgicas e de materiais a. Link
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). Célula a laser integrada para revestimento e moagem combinados a laser.Automação de montagem, 30(1), 36-38.Link
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). Técnicas emergentes de processamento de materiais a laser para futuras aplicações industriais.Link
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). Processos de vácuo assistidos a laser emergentes para fabricação de ultra-precisão e alto rendimento.Nanoescala. Link
Horário de postagem: janeiro-18-2024