Prelucrarea cu fascicul de fotoni

Cuprins proiect Cum descarc?

PRELUCRAREA MATERIALOR CU FASCICUL DE FOTONI 2
Introducere 2
Principalele caracteristici care conditioneaza domeniile de utilizare sunt: 3
Cateva din aplicatiile de mare eficienta ale prelucrarii dimensionale cu fascicul de fotoni sunt: 4
Principiul emisiei fasciculelor de fotoni 6
Aparatura utilizata 8
Exemple de actiuni ale fasciculului de fotoni asupra materialelor 9
. Utilizarea fasciculului de fotoni la prelucrarea micro-gaurilor 9
Utilizarea fasciculului de fotoni la prelucrarea micro canalelor -micro frezare 10
Utilizarea fasciculului laser la micro curatarea suprafetelor 10
10
Cateva echipamente si piese prelucrate dimensional cu fascicul de fotoni 12
Concluzii 13

Extras din proiect Cum descarc?

Introducere
Prelucrarea cu fascicul de fotoni (laser) a materialelor metalice prezinta la ora actuala o arie de raspandire din ce in ce mai larga determinata de utilizarea tot mai intensa in industrie a materialelor dure si extradure, precum si de cresterea complexitatii formelor constructive a diverselor repere ce intra in constructia unor ansamble sau subansamble, aparate, utilaje etc.
Se bazeaza pe actiunea termica a unei raze luminoase de inalta energie asupra suprafetei semifabricatului supus prelucrarii.Ca sursa laser se foloseste un generator cuantic de radiatie, construit pe baza de solide (rubin), gaze sau semiconductori.
Functionarea generatorului se baseaza pe principiul generarii si simularii unei raze luminoase. Energia de impuls a razei nu este mare (20-100 J ), insa se obtine in milionimi de secunda si intr-un fascicul de 0,01 mm cu o rectilinitate exceptionala, nu are abatere mai mare de 0,1 grade.
Focalizarea se face pe zone de cativa microni, ceea ce asigura o temperatura de 6000+8000?C, temperaturi care asigura topirea si evaporizarea metalului din calea razei laser. Conditia fundamentala este ca temperatura furnizata de laser sa fie mai mare decat cea de evaporizare a materialului prelucrat.
Prelucrarea cu fascicul de fotoni se aplica pentru toate materialele metalice si nemetalice, dintre care amintim:
-  gauri strapunse
-  gauri adanci
-  retezari
-  taierea tablelor si materialelor nemetalice in foi si folii
-  taierea unor fante
-  carburile metalice
-  diamantele, safirele, rubinele din care sunt confectionate filierele de extrudare pentru sarma, a lagarelor din constructia aparatelor de masura si control, ca si prelucrarea unor microcomponente 000000electronice
-  prelucrarea sticlei .
Se pot prelucra orificii capilare,site,diafragme de wolfram,molibden sau foile de cupru (cu o un diametru cuprins intre 20-30 mm).
Toate acestea constituie probleme tehnologice usor de rezolvat prin folosirea laserului datorita performantelor ridicate realizate prin acest procedeu.
Trebuie mentionat insa faptul ca folosirea prelucrarilor cu laser prezinta inca limitari datorita costului ridicat al unor astfel de instalatii, iar multitudinea parametrilor electro-tehnologici care influenteaza prelucrarea, face dificila algoritmizarea proceselor. In aceste conditii, la adoptarea unor tehnologii de prelucrare cu fascicule de fotoni trebuie sa se aiba in vedere eficienta tehnico-economica, analizandu-se detaliat costul comparativ al acestor instalatii cu altele clasice, in concordanta cu calitatea, productivitatea si consumul energetic realizabil.
Principalele caracteristici sunt:
-  permite prelucrarea de la distanta fara ca instalatia laser sa vina in contact cu semifabricatul, folosind aparatura optica simpla (fibre optice);
-  asupra materialului de prelucrat, fasciculul actioneaza fara impuls mecanic, deci este posibila prelucrarea peliculelor si straturilor ultrasubtiri, fara pericolul deformarii;
-  in zona de interactiune a fasciculului laser cu suprafata de prelucrat se pot atinge valori locale foarte mari ale temperaturii, suficiente sa topeasca si sa vaporizeze oricare material;
-  fasciculul laser poate fi concentrat si focalizat in spatii foarte mici, impulsul putand avea durate foarte mici si densitati de energie foarte mari, ceea ce permite prelucrarea peliculelor foarte subtiri si a orificiilor foarte mici;
-  zona influentata termic este foarte mica (de 8-12 ori mai mica decat la prelucrarea cu fascicul de electroni), suprafata prelucrata rezultand cu o duritate foarte mare (de circa 6-8 ori mai mare decat materialul de baza);
-  se pot prelucra materiale in stare de magnetizare sau plasate in campuri magnetice sau electrice, deoarece fasciculul nu este deviat si nici afectat de aceste campuri;
-  fasciculul de fotoni este reflectat de suprafata de prelucrat in proportie de 10 95% in functie de constantele termofizice ale materialului si starea suprafetei, de aceea sunt necesare masuri speciale in vederea prelucrari anumitor suprafete (acoperiri fine anti reflectante, schimbarea intensitatii fasciculului in timpul prelucrarii etc.).

Fisiere în arhivă (1):

 Prelucrarea cu fascicul de fotoni.docx

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Bibliografie

1. Conf.dr. ing. Costica Bejinariu,Prof.dr. ing Ion Malureanu, Tehnologia Materialelor,editura TehnoPress,Iasi-2002
2. https://ro.wikipedia.org/wiki/Foton
3. http://magnum.engineering.upm.ro/~gabriela.strnad/Tehnologia%20materialelor%20I%20-%20curs%20licenta%20an%20I/1%20CURS/Tehnologia%20materialelor%20curs%20Strnad%20Gabriela.pdf
4. http://magnum.engineering.upm.ro/~gabriela.strnad/Tehnologia%20materialelor%20I%20-%20curs%20licenta%20an%20I/1%20CURS/Tehnologia%20materialelor%20curs%20Strnad%20Gabriela.pdf