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Introduction au traitement laser dans la fabrication
La technologie de traitement laser a connu un développement rapide et est largement utilisé dans divers domaines, tels que l'aérospatiale, l'automobile, l'électronique, etc. Il joue un rôle important dans l'amélioration de la qualité des produits, de la productivité du travail et de l'automatisation, tout en réduisant la pollution et la consommation de matériel (Gong, 2012).
Traitement laser dans les matériaux métalliques et non métalliques
L'application principale du traitement au laser au cours de la dernière décennie a été dans les matériaux métalliques, notamment la coupe, le soudage et le revêtement. Cependant, le champ se développe dans des matériaux non métalliques comme les textiles, le verre, les plastiques, les polymères et la céramique. Chacun de ces matériaux ouvre des opportunités dans diverses industries, bien qu'elles aient déjà établi des techniques de traitement (Yumoto et al., 2017).
Défis et innovations dans le traitement au laser du verre
Le verre, avec ses larges applications dans des industries comme l'automobile, la construction et l'électronique, représente une zone importante pour le traitement au laser. Les méthodes de coupe en verre traditionnelles, qui impliquent des outils en alliage dur ou en diamant, sont limitées par une faible efficacité et des bords rugueux. En revanche, la coupe laser offre une alternative plus efficace et précise. Cela est particulièrement évident dans des industries comme la fabrication de smartphones, où la coupe laser est utilisée pour les couvercles de lentilles de caméra et les grands écrans d'affichage (Ding et al., 2019).
Traitement au laser des types de verre de grande valeur
Différents types de verre, tels que le verre optique, le verre de quartz et le verre saphir, présentent des défis uniques en raison de leur nature cassante. Cependant, les techniques laser avancées comme la gravure laser fémtoseconde ont permis un traitement de précision de ces matériaux (Sun & Flores, 2010).
Influence de la longueur d'onde sur les processus technologiques laser
La longueur d'onde du laser influence considérablement le processus, en particulier pour les matériaux comme l'acier structurel. Les lasers émettant dans des zones infrarouges ultraviolets, visibles, proches et éloignées ont été analysées pour leur densité de puissance critique pour la fusion et l'évaporation (Lazov, Angelov et Teirumnieks, 2019).
Des applications diverses basées sur des longueurs d'onde
Le choix de la longueur d'onde laser n'est pas arbitraire mais dépend fortement des propriétés du matériau et du résultat souhaité. Par exemple, les lasers UV (avec des longueurs d'onde plus courts) sont excellents pour la gravure de précision et la micromachinage, car ils peuvent produire des détails plus fins. Cela les rend idéaux pour les semi-conducteurs et les industries de la microélectronique. En revanche, les lasers infrarouges sont plus efficaces pour le traitement des matériaux plus épais en raison de leurs capacités de pénétration plus profondes, ce qui les rend adaptées aux applications industrielles lourdes. (Majumdar et Manna, 2013). Demi-à-dire, les lasers verts, fonctionnant généralement à une longueur d'onde de 532 nm, trouvent leur niche dans des applications nécessitant une haute précision avec un impact thermique minimal. Ils sont particulièrement efficaces en microélectronique pour des tâches telles que la structuration des circuits, dans les applications médicales pour des procédures telles que la photocoagulation et dans le secteur des énergies renouvelables pour la fabrication de cellules solaires. La longueur d'onde unique des lasers vertes les rend également adaptés au marquage et à la gravure de divers matériaux, y compris des plastiques et des métaux, où un contraste élevé et un minimum de dommages de surface sont souhaités. Cette adaptabilité des lasers vertes souligne l'importance de la sélection de la longueur d'onde dans la technologie laser, garantissant des résultats optimaux pour des matériaux et des applications spécifiques.
LeLaser vert 525 nmest un type spécifique de technologie laser caractérisée par son émission de lumière verte distincte à la longueur d'onde de 525 nanomètres. Les lasers verts à cette longueur d'onde trouvent des applications dans la photocoagulation rétinienne, où leur puissance élevée et leur précision sont bénéfiques. Ils sont également potentiellement utiles dans le traitement des matériaux, en particulier dans les champs qui nécessitent un traitement d'impact thermique précis et minimal.Le développement de diodes laser vertes sur le substrat GaN du plan C vers des longueurs d'onde plus longues à 524–532 nm marque un progrès significatif dans la technologie laser. Cette évolution est cruciale pour les applications nécessitant des caractéristiques de longueur d'onde spécifiques
Sources laser à vague continue et à modélisation
Les sources laser quasi-CW continues (CW) et modélisées à différentes longueurs d'onde telles que proches infrarouges (NIR) à 1064 nm, verte à 532 nm et ultraviolet (UV) à 355 nm sont considérées pour les cellules solaires sélectives d'émetteur sélectif dopage laser. Différentes longueurs d'onde ont des implications pour l'adaptabilité et l'efficacité de la fabrication (Patel et al., 2011).
Lasers excimères pour les matériaux de bande interdite larges
Les lasers Excimer, opérant à une longueur d'onde UV, conviennent au traitement des matériaux larges en bande-bandgap comme le verre et le polymère renforcé de fibre de carbone (CFRP), offrant une précision élevée et un impact thermique minimal (Kobayashi et al., 2017).
ND: Lasers YAG pour les applications industrielles
ND: les lasers YAG, avec leur adaptabilité en termes de réglage de la longueur d'onde, sont utilisés dans un large éventail d'applications. Leur capacité à fonctionner à la fois à 1064 nm et 532 nm permet une flexibilité dans le traitement de différents matériaux. Par exemple, la longueur d'onde de 1064 nm est idéale pour la gravure profonde sur les métaux, tandis que la longueur d'onde de 532 nm offre une gravure de surface de haute qualité sur les plastiques et les métaux revêtus. (Moon et al., 1999).
→ Produits connexes:Laser à l'état solide à l'état solide à la diode CW avec une longueur d'onde 1064 nm
Soudage laser à fibre haute puissance
Les lasers avec des longueurs d'onde de près de 1000 nm, possédant une bonne qualité de faisceau et une grande puissance, sont utilisés dans le soudage laser au trou de serrure pour les métaux. Ces lasers vaporisent et fondent efficacement les matériaux, produisant des soudures de haute qualité (Salminen, Piili et Purtonen, 2010).
Intégration du traitement laser avec d'autres technologies
L'intégration du traitement laser avec d'autres technologies de fabrication, telles que le revêtement et le fraisage, a conduit à des systèmes de production plus efficaces et polyvalents. Cette intégration est particulièrement bénéfique dans les industries telles que la fabrication d'outils et de matrices et la réparation des moteurs (Nowotny et al., 2010).
Traitement laser dans les champs émergents
L'application de la technologie laser s'étend à des champs émergents comme les semi-conducteurs, les affichages et les industries cinématographiques minces, offrant de nouvelles capacités et améliorant les propriétés des matériaux, la précision des produits et les performances des appareils (Hwang et al., 2022).
Tendances futures du traitement laser
Les développements futurs de la technologie de traitement laser se concentrent sur de nouvelles techniques de fabrication, l'amélioration des qualités des produits, les composants multi-matériaux intégrés en ingénierie et l'amélioration des avantages économiques et procéduraux. Cela comprend la fabrication rapide au laser de structures avec porosité contrôlée, soudage hybride et coupe de profil laser des feuilles de métal (Kukreja et al., 2013).
La technologie de traitement laser, avec ses diverses applications et ses innovations continues, façonne l'avenir de la fabrication et du traitement des matériaux. Sa polyvalence et sa précision en font un outil indispensable dans diverses industries, repoussant les limites des méthodes de fabrication traditionnelles.
Lazov, L., Angelov, N., et Teirumnieks, E. (2019). Méthode d'estimation préliminaire de la densité de puissance critique dans les processus technologiques laser.ENVIRONNEMENT. Technologies. RESSOURCES. Actes de la conférence scientifique et pratique internationale. Lien
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