Ứng dụng của laser trong công nghệ vật liệu

Seminar Ứng dụng laser công nghệ vật liệu Học viên: Lê Duy Nhật Ứng dụng laser công nghệ Ứng dụng laser gia công vật liệu cắt gia công tinh vi hàn khoan marking quang khắc Cắt Sử dụng hai loại laser CO2 laser Nd:YAG Những đặc tính kỹ thuật ảnh hưởng đến trình cắt: Nguồn laser, dạng xung hay liên tục, bước sóng,phân cực, dạng chùm tia, vị trí đầu cắt… Tốc độ dịch chuyển, điều khiển vị trí tiêu điểm chùm tia Đặc tính vật liệu cắt Sơ đồ nguyên lý cắt tia laser Các phương pháp cắt: Phương pháp đột biến nhiệt Cắt khoan: thường dùng cắt vật cứng, có nhiệt nóng chảy cao như: ceramic, thuỷ tinh… Phương pháp đốt nóng chảy thổi Phương pháp bay Phương pháp cắt nguội: dùng tia Laser có bước sóng cực tím, dùng vi phẩu thuật, cắt plastic Laser CO2, áp suất khí thổi 3-10 bar, đường kính chùm tia 1-2mm Các thông số cắt kim loại sử dụng laser Nd:YAG Thường sử dụng laser CO2 laser Nd:YAG cắt vật liệu Laser Nd:YAG có lợi điểm so với laser CO Thao tác với chi tiết nhỏ phần vật liệu nhỏ Cắt tốt vật liệu có hệ số phản xạ cao, hợp kim đồng hay hợp kim bạc Nếu có sử dụng sợi cáp quang di chuyển mũi cắt cách dễ dàng Nhược điểm: Không thể cắt vật liệu hữu cơ, thạch anh, thuỷ tinh Công suất nhỏ Ưu điểm cắt laser: Cắt hầu hết loại vật liệu, vật liệu có từ tính từ tính Rãnh cắt sắc cạnh, có độ xác cao Có thể cắt theo đường thẳng hay đường cong Không biến dạng học biến dạng nhiệt Tốc độ cắt nhanh Dễ dàng áp dụng vào tự động hoá nâng cao suất Không gây tiếng ồn, không gây ô nhiễm môi trường làm việc bụi Nhược điểm: Chiều dày cắt hạn chế 10 – 20 mm (tuỳ thuộc công suất nguồn laser) Hàn Sử dụng chùm laser làm nóng chảy hai phần tiếp xúc để kết dính với sự phụ thuộc tốc độ hàn vào độ sâu mối hàn Những lợi điểm phương pháp hàn laser: Độ tập trung lượng cao hàng chục KW vào điểm có kích thước 0.2-0.3 mm Miền truyền nhiệt nhỏ, giảm nhiệt độ nhanh Giảm biến tính vật liệu nhiệt trình hàn Không cần gia công sau hàn Tốc độ hàn nhanh Nhược điểm: Giá thành đầu tư cao Sự làm lạnh nhanh dễ Gây nứt gãy Marking Sử dụng laser đánh dấu hay mã hoá thông tin sản phẩm Đối với vật liệu khác cần có bước sóng laser thích hợp Loại laser Các loại vật liệu CO2 (33%) Nhựa (PVC, PET,…) Thủy tinh Nd:YAG (64%) Nhựa (PTB, mica,…) Kim loại, bán dẫn Excimer (3%) Polymer (teflon, tefzel) thuỷ tinh, ceramic Theo thống kê (1999) 22000 đơn vị marking toàn giới Loại laser Lĩnh vực ứng dụng CO2 (33%) Điện tử (ICs, tụ điện, transistor, TV tubes) Đóng gói (xà phòng, thuốc, họp chứa thức uống, đồ ăn) Nd:YAG (64%) Điện tử (ICs, bàn phiếm, switch,…) Tự động hoá (các chi tiết kim loại) Y học (ống tiêm, thùng chứa) Không gian vũ trụ (màng hình, dây dẫn,…) Excimer (3%) Điện tử (tụ điện, dây dẫn máy bay) Những ưu điểm laser marking Độ tin cậy cao, thời gian làm việc lâu dài Dấu rửa Tốc độ nhanh Quá trình không tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm Có thể làm việc tự động hoá Hạ giá thành sản phẩm So với phương pháp thông thường như: khắc hoá học, dập dấu học, đóng dấu nhiệt, in mực … Khoan Sử dụng xung laser ngắn để gia công lỗ sâu Phương pháp dựa sở lớp kim loại bay tác dụng nhiệt gia công Tổng lượng xung kích định kích thước lỗ Dựa vào độ xác: đột lỗ thường đột lỗ xác Dựa vào tương quan độ sâu đường kính lỗ: lỗ sâu h/d > lỗ không sâu d/h [...]... gia công cơ học không thể làm được Lỗ khoan đẹp, có độ chính xác cao Quang khắc ứng dụng trong công nghệ bán dẫn sử dụng laser excimer tử ngoại Gia công tinh vi chế tạo các chi tiết tinh vi ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật cao sử dụng laser tử ngoại Ngoài ra còn các ứng dụng khác của laser trong công nghệ như: sử dụng laser xử lý bề mặt, tôi cứng kim loại, nấu chảy kim loại… Laser còn được sự trong. .. cơ sở lớp kim loại bay hơi do tác dụng của nhiệt gia công Tổng năng lượng xung kích sẽ quyết định kích thước lỗ Dựa vào độ chính xác: đột lỗ thường hoặc đột lỗ chính xác Dựa vào tương quan độ sâu và đường kính của lỗ: lỗ sâu h/d > 1 lỗ không sâu d/h ... Ứng dụng laser công nghệ Ứng dụng laser gia công vật liệu cắt gia công tinh vi hàn khoan marking quang khắc Cắt Sử dụng hai loại laser CO2 laser Nd:YAG Những đặc tính... cao sử dụng laser tử ngoại Ngoài ứng dụng khác laser công nghệ như: sử dụng laser xử lý bề mặt, cứng kim loại, nấu chảy kim loại… Laser lĩnh vực chạm trỗ Tài liệu tham khảo Vật Lý Laser – Nguyễn... gia công học làm Lỗ khoan đẹp, có độ xác cao Quang khắc ứng dụng công nghệ bán dẫn sử dụng laser excimer tử ngoại Gia công tinh vi chế tạo chi tiết tinh vi ứng dụng lĩnh vực kỹ thuật cao sử dụng