zernyaláb, mint szerszám

A lézernyaláb, mint szerszám Dr. Geretovszky Zsolt Szegedi Tudományegyetem, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék

TÁMOP 4.2.1.-08/1-2008-0002 „Tudáshasznosulást, tudástranszfert szolgáló eszköz- és feltételrendszer kialakítása, fejlesztése a Szegedi Tudományegyetemen és a Dél-alföldi régióban”

SzTE Innovációs Nap

2012. február 16.

Lézertudomány szekció

SzTE TIK

Az 52 éves lézer

Theodore H. Maiman 1960. május 16.

fizika 1964 Charles H. Townes

SzTE Innovációs Nap Lézertudomány szekció

Nicolay G. Basov

Aleksandr M. Prokhorov

A lézernyaláb, mint szerszám

A lézerműködés

kényszerített emisszió




Egy kis történelem 1963: első lézeres hegesztés, 0.25mm vastag rozsdamentes acél lemezek impulzus üzemű rubin lézer 1965: első lézeres fúrás, Western Electric (Buffalo, NY, USA), gyémántba, rubin lézerrel 1965: az első ipari alkalmazás: TV képcsövek belsejében lévő szakadt vezetékek hegesztése impulzus üzemű Nd:YAG lézerrel 1967: első lézeres vágás: Arthur Sullivan és mktsai SERL (Baldock, UK) 1mm vastag acél lemez, O2 gázzal segített vágás 300W-os CO2 lézer 1967: első ipari kerámia repesztés: Western Electric (Allentown, PA, USA) cw CO2 lézer

1990 Sensor


2011 Fusion ProGlide


A lézernyaláb, mint anyagmegmunkáló szerszám azzal tűnik ki a versenytársak közül, hogy

flexibilis és innovatív lehet fúró, fűrész, forrasztópálka, hegesztőpisztoly, hőkezelő kemence, gravírozó fej, festékkaparó ...

és még sok minden más is.




Előnyök és hátrányok Előnyök: • a lézernyaláb kopásálló • a megmunkálást nagy fűtési és hülési sebességek jellemzik – nemegyensúlyi folyamatok → finom mikroszerkezet, metastabil fázisok → új tulajdonságok • lokális/lokalizált megmunkálás – alacsony energiaigény – csekély torzulás (csökkent igény utókezelésre, akár 30% költségmegtakarítás) – hőérzékeny komponensek közelében is alkalmazható (pl. forrasztás) • új (komplex) geometriák megvalósítására ad lehetőséget • könnyen automatizálható Hátrány: • kb. egy nagyságrenddel nagyobb beruházást igényel



Vágás a vastag,

A gyors,

... és a flexibilis a precíziós




Hegesztés Volvo C70

Mercedes C class

Airbus panel



Alakítás (deformáció) differenciális hőtágulás

Buckling mechanizmus (BM, b) Upsetting mechanizmus (UM, a)

laminált poliamid



Hőmérséklet-gradiens mechanizmus Temperature Gradient Mechanism=TGM



Törés lokális feszültségkeltés „törékeny” rendszerek: homogén törékeny anyagokban (pl. kerámia repesztés) eltérő hőtágulású anyagok érintkezési felületén

A kb. 100µm-es repedések kizárólag a fókuszban keletkeznek.



Lézeres tisztítás alapja: lokális feszültségkeltés eltérő hőtágulású anyagok érintkezési felületén

http://www.liverpoolmuseums.org.uk/conservation/technologies/sculptureandmonuments/laser_cleaning.aspx http://news.bbc.co.uk/2/hi/8534969.stm

Lézeres tisztítás tisztítás előtt

tisztítás után




Napelem modulok megmintázása 400nm ZnO:Al 50nm CdS

65µm

3.15µm 2µm CuInGaSe2 700nm Mo

Feladat: a rétegek szelektív, maradványmentes eltávolítása

CuInGaSe2 Mo

NKFP 2/025/2001 Napelemtechnológiai innovációs centrum

ZnO:Al CuInGaSe2 Mo

A. Búzás and Zs. Geretovszky, Physical Review B (2012)

Műanyagok transzmissziós hegesztése a legtöbb műanyag átlátszó a 0,4-1.5µm hullámhossztartományban

gyantával/pigmenttel segített http://www.clearweld.com/

termoplasztok kötése http://www.leisterlaser.com/



Globo Welding©

http://www.leisterlaser.com/

Ponthegesztés

50µm Cu 350µm PI




Jelölés

maszkolás

pásztázás

http://www.nec.co.jp/control/en/product/aboutlmd/kiso/marking002-e.html

Próbadarab készítés Rapid prototyping fotopolimerizáció, szinterelés




Megmunkálás lökéshullámokkal Laser Shock Peening: nagyenergiájú lézerimpulzusok által (víz segítségével) keltett lökéshullám a fém felszíni rétegében kompresszív feszültséget és maradandó alakváltozást hoz létre, ezáltal jelentősen javítva a mintadarab egyes mechanikai tulajdonságait (keménység, kifáradás).

Al



Amikor a fény találkozik a vízzel ...




Laser MicroJet© vízsugárral segített lézervágás

hagyományos

http://www.synova.ch/



KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!



zernyaláb, mint szerszám

Recommend Documents