Clár na nÁbhar
Taispeáin
1. Forbhreathnú ar theicneolaíocht táthú léasair
1.1 Sainmhíniú ar tháthú léasair
Is próiseas ceangailte ábhair ardchruinnithe é táthú léasair a úsáideann bhíoma léasair tiubhaithe chun ábhair a leá agus a fhiúsáil, ag cruthú láidir, bannaí marthanacha.
Athraíonn an teicneolaíocht seo fuinneamh leictreach ina bhíoma solais fócasaithe - ag dul i dtonnfhad ó 1060nm (Léasair Snáithín) go 10,600nm (Léasair Co₂)- a aistríonn teas dian chuig an bpíosa oibre, leá logánta a chumasú gan saobhadh teirmeach forleathan.
Murab ionann agus modhanna táthú traidisiúnta (e.g., Mise, Tig), Braitheann táthú léasair ar chórais optúla chun an bhíoma a threorú, Rialú beacht a cheadú ar ionchur fuinnimh.
Fágann sé seo go bhfuil sé oiriúnach chun bileoga tanaí a nascadh, micrea-chomhpháirtithe, agus ábhair neamhionanna, le hiarratais ag cuimsiú na ngluaisteán, aeraspáis, leictreonaic, agus feistí leighis.
1.2 Cúlra agus tábhacht forbartha
- Clocha míle stairiúla:
- 1960S: Rinneadh na chéad táthaithe léasair ag úsáid Léasair Ruby, Cé go raibh cumhacht theoranta agus iontaofacht srian ar úsáid thionsclaíoch.
- 1970S: Léasair Co₂ (10KW Cumhacht) Táthú treá domhain ar chruach tiubh, Marcáil an chéad mhór -uchtú tionsclaíoch mór.
- 2000S: Rinne léasair snáithíní réabhlóidiú ar an réimse le héifeachtúlacht fuinnimh 30-40%, dearadh dlúth, agus cáilíocht bhíoma níos fearr, costais oibriúcháin a laghdú ag 50% I gcomparáid le córais Co₂.
- Tábhacht thionsclaíoch:
- Cuireann sé ar chumas olltáirgeadh éadrom éadrom, Comhpháirteanna ard-neart i bhfeithiclí leictreacha (EVanna) agus aerárthach.
- Éascaíonn sé mionature i leictreonaic, amhail sreanga 50μm-tiubh a tháthú i micrishliseanna.
- Tacaíonn sé le déantúsaíocht inbhuanaithe trí dhramhaíl ábhartha laghdaithe agus ídiú fuinnimh.
1.3 Buntáistí lárnacha
| Buntáiste a thabhairt do | Bonn teicniúil | Tionchar praiticiúil |
|---|---|---|
| Beachtas | Trastomhas bhíoma chomh beag le 10μm; lamháltais ± 0.02mm. | Ríthábhachtach do cheanglóirí aeraspáis agus do stents leighis. |
| Luas | Luasanna táthúcháin suas le 15m/min do alúmanam 1mm. | Laghdaíonn sé amanna rothaíochta i dtionól coirp na ngluaisteán. |
| Solúbthacht ábhartha | A cheanglaíonn cruach, alúmanam, copar, tíotáiniam, agus plaistigh. | Cumasaíonn sé nascadh ábhair neamhionanna (e.g., cruach go alúmanam). |
| HAZ íosta | Ionchur teasa logánta; HAZ <0.2mm do bhileoga tanaí. | Caomhnaíonn sé airíonna ábhartha i gcóimhiotail teasa-íogair. |
2. Bunphrionsabail an táthú léasair
2.1 Airíonna fisiceacha léasair
Léasair a úsáidtear i dtáthú roinn na tréithe tábhachtacha seo:
- Monacrómatacht: Díríonn solas aon -tonnfhad go héifeachtúil ar fhuinneamh.
- Comhleanúnachas spásúil: Fócas bíoma daingean Tá dlúis ardchumhachta ag baint le fócas bíoma daingean (suas le 10⁶ - 10⁸ w/cm²).
- Treoraigh: Cinntíonn dibhéirseacht íseal seachadadh fuinnimh comhsheasmhach thar a fhad.
- Raon tonnfhaid: Léasair Co₂ (~ 10.6 µm), Nd:Cnag (~ 1.06 µm), agus léasair snáithín/diosca (~ 1.07 µm) Comhbhabhtálacha a thairiscint in ionsú, éifeachtúlacht, agus cáilíocht bhíoma.
2.2 Meicníocht fhisiciúil an phróisis táthúcháin
- Ionsú: Glacann dromchla ábhair le fuinneamh léasair, Teocht a ardú.
- Leá: Cruthaíonn leá logánta linn snámha beag táthaithe.
- Foirmiú Pollphoill (Mód treá): Ag dlúis ardchumhachta, Cruthaíonn vaporization cuas (“Pole Keyhole”) a ghabhann solas léasair, ag tiomáint treá domhain.
- Dinimic leáite leáite: Rialaíonn teannas dromchla agus brú athchúrsála sreabhadh leáite -miotail timpeall an eochairpholl.
- Soladú: De réir mar a ghluaiseann an bhíoma, fuaraíonn miotail agus soladú, ag cruthú an seam táthaithe.
2.3 Aicmiú modhanna táthúcháin
| Modh | Próifíl bhíoma | Doimhneacht treá | Gnéithe tábhachtacha |
|---|---|---|---|
| Seoladh | Dlús cumhachta íseal CW | Éadomhain (<1 mm) | Crios leathan a bhfuil tionchar aige ar theas, thus simplí |
| Treá (Poll lár) | Dlús ardchumhachta CW | Domhain (>5 mm) | Seam caol, weld domhain, cóimheas ardghné |
| Tonn leanúnach (Cp) | Bhíoma leanúnach | Athraitheach de réir cumhachta | Ionchur teasa cobhsaí, táthaithe réidh |
| Bíogach | Pléascadh fuinnimh | Rialaithe <3 mm | Ionchur teasa íseal, Saobhadh teoranta |
| Hibride (Léasair - Arc) | Léasar + Mise/stua mag | Domhain + cumas líonta | Fulangach a fheistiú, Cumhacht Léasair Íochtarach |
- Tonn leanúnach (Cp): Seachadann sé bhíoma seasta le haghaidh seachadadh teasa comhsheasmhach, Go hidéalach le haghaidh táthú poill dhomhain ag luas ard.
- Bíogach: Astaíonn bíoga gearra (µS - MS) Chun ionchur teasa a theorannú, doimhneacht treá rialaithe, agus cuma weld “cruachta” a tháirgeadh.
- Léasair hibrideach - stua: Comhcheanglaíonn sé léas léasair le stua mig/mag, Treá níos doimhne a thairiscint ag cumhacht léasair laghdaithe agus caoinfhulaingt méadaithe do bhearnaí comhpháirteacha.
3. Trealamh agus comhpháirteanna táthú léasair
3.1 Teicneolaíocht foinse léasair
- Léasair Co₂: Gás -líonta, meánchumhacht ard, ach teastaíonn scátháin chasta bhíoma -threoraithe uathu agus tá tonnfhaid níos faide acu (~ 10.6 µm).
- Nd:Léasair Yag: Luas solad, Q-lascáilte le haghaidh oibríochta pulsed, athshonóir dlúth - ach meánchumhacht níos ísle ná snáithín .
- Léasair Snáithín: Fostaigh croíleacáin snáithíní dópáilte chun gnóthachan; Cáilíocht bhíoma den scoth a thairiscint, Ard -éifeachtúlacht leictreach, agus oibriú saor ó chothabháil.
- Léasair Diosca: Soláthraíonn meán gnóthachain tanaí dlúis ardchumhachta agus láimhseáil mhaith teirmeach, oiriúnach d’iarratais an -ardchumhachta.
3.2 Córas optúil
- Seachadadh bhíoma: Scáthán (optaic fhrithchaiteacha) nó cáblaí snáthoptaice treorach an bhíoma ó fhoinse go ceann oibre.
- Optaic a Dhíriú: Úsáid scátháin parabolic (CO₂) nó lionsaí ZnSE/KCL (suas le ~ 4 kW) Chun an bhíoma a dhíriú i spotaí fócasacha 0.1–1 mm.
- Múnlú bhíoma: MODÚL ARD -SHAPING BEAM (e.g., optaic dhifriúla) An féidir próifílí déine a chur in oiriúint do gheoiméadraí táthaithe saincheaptha.
3.3 Rialú gluaisne
- Gantries Cartesian & Róbaistí: Tairiscint XYZ in -athdhéanta a sholáthar; Cumasaíonn róbaití a chur in iúl cúig -axis le haghaidh geoiméadraí casta.
- Scanóirí galbhánaiméadair: Scátháin Stiúrtha Fast le haghaidh Táthú ar-an-eitilt gan an Píosa Oibre a bhogadh.
- Rialú comhtháite: Nascann comhordú fíor-ama cumhacht bhíoma, paraiméadair chuisle, agus luas taistil do cháilíocht chomhsheasmhach weld.
3.4 Córas fuaraithe agus sábháilteachta
- Fuarú: Coinníonn fuaraithe uisce dúnta-lúb foinse léasair agus optaic ag teochtaí cobhsaí, sruth teirmeach a chosc.
- Gás sciatha: Cosnaíonn Argón nó Helium an linn snámha táthaithe ó ocsaídiú agus ionsú plasma.
- Imfháluithe & Idirghlasáil: Cinntí léasair - Safe le glais doirse agus stadanna éigeandála a chinntiú sábháilteacht oibreoirí.
- Eastóscadh múiche: Cuireann córais aerála deatach as, scaip, agus gaile chun soiléireacht optúil agus sláinte san ionad oibre a choinneáil.
4. Paraiméadair Próisis agus Optimization
4.1 Príomhpharaiméadair phróisis
| Paraiméadar | Sainmhíniú | Tionchar ar chaighdeán táthaithe | Leideanna coigeartaithe |
|---|---|---|---|
| Cumhacht léasair (P) | Aschur fuinnimh (Thiar) | Méadaíonn an chumhacht níos airde treá; Rioscaí spatter más iomarcach. | Tosaigh le tiús 200w/mm do chruach. |
| Luas táthú (v) | Ráta gluaiseachta bhíoma (m/mo) | Laghdaíonn luasanna níos tapúla HAZ ach teastaíonn cumhacht níos airde uathu le haghaidh comhleá. | 1–5m/min do chruach 1–5mm; 0.5–2m/min le haghaidh alúmanaim. |
| Seasamh fócais (F) | Fad ó lionsa go saothar oibre (mm) | +f le haghaidh treá níos doimhne; -f le haghaidh níos leithne, táthaithe éadomhain. | Úsáid fócas uathoibríoch le haghaidh tiús bileog éagsúla. |
| Cabhrú le GAS | Cineál/brú (e.g., N₂, 15 bac a chur ar) | Cuireann cosc ar ocsaídiú (N₂/on) nó a fheabhsaíonn comhleá (O₂). | Nítrigin do chruach dhosmálta; Ocsaigin le haghaidh cruach. |
| Ré na bíge (T) | Am in aghaidh na bíge (m, le haghaidh léasair bhíoga) | Níos giorra τ le haghaidh micrea-tháthúla; níos faide τ d'ábhair níos tibhe. | 1–10ms do chopar 0.1–1mm; 50–100ms le haghaidh alúmanaim 2–5mm. |
4.2 Teicnící Optamaithe
- Bogearraí neadúcháin:
- Cláir ar nós AutoCAD Weld a bharrfheabhsú ar chosáin táthaithe chun aisiompú a íoslaghdú, Am rothaíochta a laghdú ag 20%.
- Monatóireacht fíor-ama:
- Tomhaiseann piriméadair teocht leáite leáite (e.g., 1800° C le haghaidh cruach) cumhacht a choigeartú i bhfíor -am.
- Aimsíonn córais fís meaisín lochtanna (póirseacht, ungarting) le 99% cruinneas.
5. Próiseas táthúcháin d'ábhair shonracha
Ligeann inoiriúnaitheacht táthú léasair dó a bheith páirteach in ábhair éagsúla:
5.1 Miotail Fheirrous
- Cruach Dhosmálta: Táirgeadh Laser Táirgeadh caol, táthaithe doimhne le saobhadh íosta, oiriúnach d’iarratais a dteastaíonn friotaíocht ard creimthe uathu.
- Cruach Carbóin: Éilíonn sé rialú beacht chun scoilteadh a chosc; D’fhéadfadh go mbeadh réamhthéiteacht riachtanach le haghaidh malairtí ardcharbóin.
5.2 Miotail neamhfheiriúla
- Alúmanam: Cruthaíonn frithchaiteacht ard agus seoltacht theirmeach dúshláin; Feabhsaíonn torthaí léasair tonnfhaid níos giorra agus ullmhúchán dromchla cuí na torthaí.
- Copar: Éilíonn a fhrithchaiteacht ard agus a seoltacht léasair ardchumhachta nó tonnfhaid speisialaithe, mar léasair ghorm, Táthaid ardchaighdeáin a bhaint amach .
5.3 Ábhair Speisialta
- Cóimhiotail Tíotáiniam: A cheangal ar sciath gáis támh chun éilliú a chosc; Tairgeann táthú léasair rialú beacht, a dhéanamh oiriúnach d'iarratais aeraspáis.
- Cóimhiotail nicile: Tairbhe a bhaint as cumas táthú léasair chun joints ard-neart a tháirgeadh le criosanna íosta teasa a bhfuil tionchar acu orthu.
6. Buntáistí a bhaineann le táthú léasair
6.1 Cruinneas agus rialú
- Cumas micrea-tháthaithe:
- Téann sé isteach i sreanga 50μm-trastomhas i mbraiteoirí MEMS le 99.9% ráta, Ríthábhachtach do Chórais Loingseoireachta Aerospace.
- Cruinneas Toiseach:
- ± Lamháltas 0.02mm do chomhpháirteanna tarchuir ghluaisteáin, Deireadh a chur le meaisínithe iar-tátha.
6.2 Solúbthacht
- Táthú ábhar neamhionanna:
- Cruach go hailt alúmanaim i mótair EV, bainte amach trí phrásála léasair le miotal filler alúmanaim-silicon.
- Céimseata Coimpléasc:
- 3D Táthú léasair de bhileoga tíotáiniam cuartha le haghaidh soic roicéad, Próiseas dodhéanta le modhanna traidisiúnta.
6.3 Luas agus éifeachtúlacht
- Trí thréig:
- Táthúcháin léasair snáithín 5kw 1000 insí doras na ngluaisteán in aghaidh na huaire, 3x níos tapúla ná táthú TIG.
- Coigilteas fuinnimh:
- Itheann léasair snáithíní 50% níos lú leictreachais ná léasair co₂, Costais oibríochtúla a ísliú go $ 0.30– $ 1.00 in aghaidh an mhéadair de tháthú.
7. Iarratais ar tháthú léasair
7.1 Tionscal Feithicleach
- Corpchomórtais (Pew):
- Úsáideann Tesla gigafactories léasair snáithíní 10kw le comhpháirteanna alúmanaim agus cruach BIW, meáchan feithicle a laghdú ag 20% agus sábháilteacht tuairteála a fheabhsú.
- Postatránach:
- Giaranna difreálacha le léasair (20Cruach MNCR5) le caoinfhulaingt bearna 0.1mm, Oibriú réidh a chinntiú ag 10,000 RPM.
7.2 Tionscal Aeraspáis
- Comhpháirteanna struchtúracha:
- Boeing 787 Úsáideann Dreamliner táthú léasair do chraiceann sciatháin tíotáiniam, Comhaireamh cuid a laghdú ag 30% agus am tionóil ag 50%.
- Páirteanna Inneall:
- Is éard atá i gceist le Rollaí-Royce Trent Engines ná Dóiteoirí Cóimhiotal Nicil Laser Táthaithe, 1500 ° C agus éifeachtúlacht breosla a fheabhsú ag 5%.
7.3 Tionscal leictreonaice
- Micrileictreonaic:
- Apple Watch Teagmhálacha Ceallraí (0.2copar mm-tiubh) Táthaithe le léasair dé -óid pulsed, a bhaint amach 99.99% Toradh i dtáirgeadh ardtoirte.
- Optoelectronics:
- Séalaithe Hermetic de Dhé -óidí Léasair le Beachtas 10μm, Ríthábhachtach do fheistí cumarsáide snáthoptaice.
7.4 Feistí Leighis
- Ionstraimí Máinliachta:
- Forceps cruach dhosmálta le léasair le léas le hinnill 5μm imeall, Cruinniú ISO 23360 Caighdeáin Leighis.
- Feistí ionchlannaithe:
- Grafts stent (cóimhiotal nitinol) Táthaithe le léasair ultrafast, damáiste teasa a íoslaghdú ar airíonna cruth-chuimhne.
7.5 Fuinneamh agus tógáil
- Fuinneamh in -athnuaite:
- Frámaí painéil gréine (alúmanam) Táthaithe ag 10m/min le léasair snáithíní 1kw, cumasú 98% Úsáid ábhair i dtáirgeadh modúl PV.
- Infreastruchtúr:
- Droichid cruach le léasair (20mm tiubh) Teicneolaíocht hibrideach a úsáid, costais chothabhála a laghdú ag 40% Mar gheall ar fhriotaíocht tuirse níos fearr.
8. Táthú léasair vs. Táthú traidisiúnta
Tá táthú léasair difriúil ó mhodhanna traidisiúnta táthúcháin ar bhealaí éagsúla:
- Ionchur teasa: Tá ionchur teasa níos ísle ag táthú léasair, saobhadh a laghdú agus caighdeán comhpháirteach a fheabhsú.
- Luas: Tá táthú léasair níos gasta i gcoitinne, as a dtiocfaidh amanna táirgthe níos giorra.
- Solúbthacht ábhartha: Is féidir le táthú léasair dul isteach i raon níos leithne ábhar agus tiús ná go leor modhanna traidisiúnta.
Cuir ar an méar fhada 2: Comparáid idir modhanna táthúcháin
| Gné | Táthú Laser | Táthú traidisiúnta |
|---|---|---|
| Ionchur teasa | Íseal | Ard |
| Luas | Go amaid | níos moille |
| Raon ábhair | Ar strae | Teoranta |
| Beachtas | Ard | Athraitheach |
9. Ceisteanna Coitianta de tháthú léasair
C1: Cad iad na cineálacha ábhar is féidir a tháthú le léasair?
A1: Is féidir le léasair ábhair éagsúla a tháthú, lena n -áirítear miotail neamhfheiriúla agus neamhfheiriúla, plaistigh, agus comhdhúile.
C2: Cad é an difríocht idir táthú léasair leanúnach agus pulsed?
A2: Úsáideann táthú léasair leanúnach léas tairiseach d'iarratais ardluais, Cé go seachadann táthú léasair pulsed fuinneamh i bpléascanna chun smacht níos mó a fháil.
C3: Cén chaoi a gcuireann táthú léasair i gcomparáid le modhanna táthú traidisiúnta?
A3: Tairgeann táthú léasair ionchur teasa níos ísle, Beachtas níos airde, agus luas níos mó i gcomparáid le go leor teicnící táthúcháin traidisiúnta.
10. Conclúid
Tá teicneolaíocht táthú léasair réabhlóidithe an tírdhreach déantúsaíochta, ag tairiscint beacht, éifeachtach, agus réitigh versatile le haghaidh feidhmeanna éagsúla.
A phrionsabail a thuiscint, buntáistí, agus ceadaíonn iarratais do thionscail an teicneolaíocht seo a ghiaráil go héifeachtach.
De réir mar a leanann dul chun cinn, Beidh ról níos tábhachtaí ag táthú léasair i bpróisis déantúsaíochta nua -aimseartha, Nuálaíocht agus éifeachtúlacht a thiomáint ar fud na n -earnálacha.
Ár bpáirtí: https://dz-machining.com/