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제조업의 레이저 가공 소개
레이저 가공 기술은 빠른 개발을 경험했으며 항공 우주, 자동차, 전자 제품 등과 같은 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 제품의 품질, 노동 생산성 및 자동화를 향상시키는 동시에 오염 및 재료 소비를 줄이는 데 중요한 역할을합니다 (Gong, 2012).
금속 및 비 금속 재료의 레이저 가공
지난 10 년간 레이저 가공의 주요 적용은 절단, 용접 및 클래딩을 포함한 금속 재료에 있습니다. 그러나이 분야는 섬유, 유리, 플라스틱, 폴리머 및 세라믹과 같은 비금속 물질로 확장되고 있습니다. 이러한 각 자료는 이미 처리 기술을 확립했지만 다양한 산업에서 기회를 열어줍니다 (Yumoto et al., 2017).
유리의 레이저 가공의 도전과 혁신
자동차, 건축 및 전자 제품과 같은 산업 분야에서 광범위한 응용 프로그램을 갖춘 Glass는 레이저 가공을위한 중요한 영역을 나타냅니다. 하드 합금 또는 다이아몬드 도구가 포함 된 전통적인 유리 절단 방법은 낮은 효율과 거친 가장자리에 의해 제한됩니다. 대조적으로, 레이저 절단은보다 효율적이고 정확한 대안을 제공합니다. 이는 스마트 폰 제조와 같은 산업에서 특히 분명합니다. 레이저 절단은 카메라 렌즈 커버 및 대형 디스플레이 스크린에 사용됩니다 (Ding et al., 2019).
고 부가가치 유리 유형의 레이저 가공
광학 유리, 석영 유리 및 사파이어 유리와 같은 다양한 유형의 유리는 취성 특성으로 인해 독특한 도전을 제시합니다. 그러나 펨토초 레이저 에칭과 같은 고급 레이저 기술은 이러한 재료의 정밀 처리를 가능하게했습니다 (Sun & Flores, 2010).
레이저 기술 공정에 대한 파장의 영향
레이저의 파장은 특히 구조적 강과 같은 재료의 공정에 크게 영향을 미칩니다. 자외선, 가시적, 근처 및 먼 적외선 부위로 방출되는 레이저는 용융 및 증발을위한 임계 전력 밀도에 대해 분석되었습니다 (Lazov, Angelov, & Teirumnieks, 2019).
파장에 기초한 다양한 응용
레이저 파장의 선택은 임의적이지 않지만 재료의 특성과 원하는 결과에 크게 의존합니다. 예를 들어, UV 레이저 (파장이 짧음)는 정밀도 조각 및 마이크로 머시는 데 우수합니다. 이것은 반도체 및 미세 전자 산업에 이상적입니다. 대조적으로, 적외선 레이저는 더 깊은 침투 능력으로 인해 더 두꺼운 재료 가공에 더 효율적이므로 중공업 응용 분야에 적합합니다. (Majumdar & Manna, 2013). 일반적으로 532 nm의 파장에서 작동하는 녹색 레이저는 열 영향을 최소화하는 높은 정밀도가 필요한 응용 분야에서 틈새를 찾습니다. 이들은 회로 패터닝과 같은 작업, 광 응고와 같은 절차에 대한 의료 응용 및 태양 전지 세포 제조를위한 재생 가능 에너지 부문에서 미세 전자 공학에 특히 효과적입니다. 녹색 레이저의 독특한 파장은 또한 고 대비 및 최소 표면 손상이 필요한 플라스틱 및 금속을 포함한 다양한 재료를 표시하고 새기에 적합합니다. 녹색 레이저의 이러한 적응성은 레이저 기술에서 파장 선택의 중요성을 강조하여 특정 재료 및 응용에 대한 최적의 결과를 보장합니다.
그만큼525nm 녹색 레이저525 나노 미터의 파장에서 뚜렷한 녹색광 방출이 특징 인 특정 유형의 레이저 기술입니다. 이 파장의 녹색 레이저는 고출력과 정밀도가 유리한 망막 광 응고의 응용 분야를 찾습니다. 또한 재료 처리, 특히 정밀하고 최소한의 열 충격 처리가 필요한 필드에서는 잠재적으로 유용합니다..524-532 nm에서 더 긴 파장을 향한 C- 평면 GAN 기판에서 녹색 레이저 다이오드의 개발은 레이저 기술의 상당한 발전을 나타냅니다. 이 개발은 특정 파장 특성이 필요한 응용 프로그램에 중요합니다.
연속파와 모델 넥화 된 레이저 소스
연속파 (CW) 및 모델 넥타이는 1064 nm에서 근적외선 (NIR), 532 nm에서 녹색 및 355 nm에서의 자외선 (UV)과 같은 다양한 파장에서의 모델 넥화 된 준 -CW 레이저 소스를 고려된다. 상이한 파장은 적응성 및 효율성을 제조하는 데 영향을 미친다 (Patel et al., 2011).
와이드 밴드 갭 소재를위한 엑시머 레이저
UV 파장에서 작동하는 엑시머 레이저는 유리 및 탄소 섬유 강화 폴리머 (CFRP)와 같은 넓은 밴드 GAP 재료를 처리하는 데 적합하며, 정밀도 및 최소 열 영향을 제공합니다 (Kobayashi et al., 2017).
ND : 산업 응용 분야를위한 YAG 레이저
ND : 파장 튜닝 측면에서 적응성을 갖춘 YAG 레이저는 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다. 1064 nm 및 532 nm에서 작동하는 능력은 다른 재료를 처리하는 데 유연성을 제공합니다. 예를 들어, 1064 nm 파장은 금속의 깊은 조각에 이상적이며, 532 nm 파장은 플라스틱 및 코팅 금속에 대한 고품질 표면 조각을 제공합니다 (Moon et al., 1999).
→ 관련 제품 ：1064nm 파장을 갖는 CW 다이오드 펌핑 고형 상태 레이저
고전력 섬유 레이저 용접
우수한 빔 품질과 고전력을 가진 파장이 1000 nm에 가까운 레이저는 금속의 열쇠 고리 레이저 용접에 사용됩니다. 이 레이저는 재료를 효율적으로 기화시키고 용융하여 고품질 용접을 생산합니다 (Salminen, Piili, & Purtonen, 2010).
레이저 처리와 다른 기술의 통합
클래딩 및 밀링과 같은 다른 제조 기술과 레이저 가공을 통합하여보다 효율적이고 다재다능한 생산 시스템이 이루어졌습니다. 이 통합은 특히 도구 및 다이 제조 및 엔진 수리와 같은 산업에서 유리합니다 (Nowotny et al., 2010).
신흥장에서 레이저 처리
레이저 기술의 적용은 반도체, 디스플레이 및 박막 산업과 같은 새로운 분야로 확장되어 새로운 기능을 제공하고 재료 특성, 제품 정밀도 및 장치 성능을 향상시킵니다 (Hwang et al., 2022).
레이저 처리의 미래 추세
레이저 처리 기술의 향후 개발은 새로운 제조 기술, 제품 품질 향상, 엔지니어링 통합 다중 재료 구성 요소 및 경제 및 절차 적 이점을 향상시키는 데 중점을 둡니다. 여기에는 제어 된 다공성, 하이브리드 용접 및 금속 시트의 레이저 프로파일 절단이있는 구조의 레이저 빠른 제조가 포함됩니다 (Kukreja et al., 2013).
다양한 응용 프로그램과 지속적인 혁신을 갖춘 레이저 처리 기술은 미래 제조 및 재료 처리를 형성하고 있습니다. 다목적 성과 정밀성으로 인해 다양한 산업에서 필수 도구가되어 전통적인 제조 방법의 경계를 높입니다.
Lazov, L., Angelov, N. 및 Teirumnieks, E. (2019). 레이저 기술 프로세스에서 임계 전력 밀도의 예비 추정을위한 방법.환경. 기술. 자원. 국제 과학 및 실용 회의의 절차. 링크
Patel, R., Wenham, S., Tjahjono, B., Hallam, B., Sugianto, A., & Bovatsek, J. (2011). 532nm 연속파 (CW) 및 Modelocked Quasi-CW 레이저 소스를 사용하여 레이저 도핑 선택적 이미 터 태양 전지의 고속 제조.링크
Kobayashi, M., Kakizaki, K., Oizumi, H., Mimura, T., Fujimoto, J., & Mizoguchi, H. (2017). 유리 및 CFRP 용 DUV 고전력 레이저 처리.링크
Moon, H., Yi, J., Rhee, Y., Cha, B., Lee, J., & Kim, K.-S. (1999). KTP 결정을 사용하여 확산 반사기 형 다이오드 측면-펌핑 ND : YAG 레이저로부터의 효율적인 내내 주파수.링크
Salminen, A., Piili, H., & Purtonen, T. (2010). 고전력 섬유 레이저 용접의 특성.기계 엔지니어 기관의 절차, Part C : Journal of Mechanical Engineering Science, 224, 1019-1029.링크
Majumdar, J., & Manna, I. (2013). 레이저 보조 재료 제조에 대한 소개.링크
Gong, S. (2012). 고급 레이저 처리 기술의 조사 및 응용.링크
Yumoto, J., Torizuka, K., & Kuroda, R. (2017). 레이저-재료 처리를위한 레이저 제조 테스트 베드 및 데이터베이스 개발.레이저 엔지니어링 검토, 45, 565-570.링크
Ding, Y., Xue, Y., Pang, J., Yang, L.-J., & Hong, M. (2019). 레이저 처리를위한 현장 모니터링 기술의 발전.Scientia Sinica Physica, Mechanica & Astronomica. 링크
Sun, H., & Flores, K. (2010). 레이저 처리 ZR 기반 벌크 금속 유리의 미세 구조 분석.야금 및 재료 거래 a. 링크
Nowotny, S., Muenster, R., Scharek, S., & Beyer, E. (2010). 결합 된 레이저 클래딩 및 밀링을위한 통합 레이저 셀.어셈블리 자동화, 30(1), 36-38.링크
Kukreja, LM, Kaul, R., Paul, C., Ganesh, P., & Rao, BT (2013). 향후 산업 응용 분야를위한 새로운 레이저 재료 가공 기술.링크
Hwang, E., Choi, J., & Hong, S. (2022). 초고전, 고수익 제조를위한 새로운 레이저 보조 진공 공정.나노 스케일. 링크
시간 후 : 1 월 18 일 -2024 년