Лазерын үйлдвэрлэлд хэрэглэх хэрэглээ
Оршил: 1960-аад онд гарч ирснээсээ хойш лазер технологи нь өндөр энергийн нягтрал, маш сайн чиглэлтэй байдал, хянах боломжтой байдлынхаа ачаар аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд гол хэрэгсэл болж хурдацтай хөгжсөн. Уламжлалт механик боловсруулалтын аргуудтай харьцуулахад лазер боловсруулалт нь холбоо барихгүй ажиллагаа, өндөр нарийвчлал, өндөр автоматжуулалт зэрэг тодорхой давуу талуудтай бөгөөд материал зүсэх, гагнах, тэмдэглэгээ хийх, өрөмдөх, нэмэлт үйлдвэрлэл зэрэг аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн процесст өргөн хэрэглэгддэг. Лазерын төрөл болон тэдгээрийн үйл явцын шинж чанарт үндэслэн аж үйлдвэрийн лазер боловсруулалтыг голчлон гурван төрөлд ангилдаг: лазер зүсэлт, лазер гагнуур, лазер нэмэлт үйлдвэрлэл, тус бүр нь өвөрмөц ажиллах механизм, хэрэглээний хүрээтэй.
Лазер зүсэлт
Лазер зүсэлт нь хамгийн боловсронгуй үйлдвэрлэлийн лазерын хэрэглээний нэг юм. Энэ нь материалыг хайлуулж, ууршуулахын тулд өндөр хүчин чадалтай лазер туяаг ашигладаг бөгөөд хайлсан шаарыг үлээж, үр ашигтай, нарийн зүсэлт хийдэг туслах хийнүүдтэй хамтран ажилладаг. Одоогийн байдлаар CO₂ лазер болон шилэн лазер нь нүүрстөрөгчийн ган, зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагаан хайлш болон бусад материалын дунд болон нимгэн хавтанг огтлоход тохиромжтой гол тоног төхөөрөмж юм. Энэхүү технологи нь нарийн ирмэг, жижиг халуунд өртөх бүс, хэв шаардлагагүй, боловсруулах замыг хурдан сольдог тул автомашины үйлдвэрлэл, хуудас металл боловсруулах, сансар судлал зэрэг өндөр эрэлттэй салбаруудад онцгой тохиромжтой.
(1) Автомашины үйлдвэрлэлд лазер зүсэлтийг кузовын хавтангаас хөдөлгүүр хүртэл янз бүрийн эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Жишээлбэл, өндөр бат бэх ган эд ангиудыг өндөр нарийвчлалтай зүсэхэд шилэн лазерыг ашигладаг бөгөөд ингэснээр автомашины хөнгөн дизайныг бий болгодог.
(2) Агаарын сансрын салбар нь лазер зүсэх технологиос ашиг хүртдэг, ялангуяа титан болон нийлмэл материал зэрэг дэвшилтэт материалаар хийсэн нарийн төвөгтэй эд анги үйлдвэрлэхэд. Жишээлбэл, хэт хурдан лазеруудыг ашиглан нарийн төвөгтэй хэлбэртэй титан хайлшийн эд ангиудыг хайчилж, дулааны гэмтлийг багасгаж, эд ангиудын бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хангаж, агаарын сансрын эд ангиудын гүйцэтгэл, аюулгүй байдлыг мэдэгдэхүйц сайжруулж болно.
Лазер гагнуур
Лазер гагнуур нь металл материалыг хурдан хайлуулахын тулд лазер туяаг ашиглан материалын холболтыг бий болгодог бөгөөд энэ нь гүн нэвтрэх, өндөр хурдтай, бага дулааны оролттой байдаг. Гагнуурын нийтлэг горимд тасралтгүй лазер гагнуур болон импульсийн лазер гагнуур багтдаг бөгөөд эдгээр нь нимгэн хавтанг нарийн гагнах болон гүн нэвтрэх гагнуурын нөхцөлд тохиромжтой. Нуман гагнууртай харьцуулахад лазер гагнуур нь өндөр бат бэх, хамгийн бага деформацитай гагнуур үүсгэдэг бөгөөд цахилгаан батерейны сав баглаа боодол, зэвэрдэггүй ган эд анги гагнуур, цөмийн эрчим хүчний бүтцийн эд анги үйлдвэрлэх зэрэг салбарт хэрэглэгддэг. Ялангуяа батерей үйлдвэрлэхэд лазер гагнуур нь холболтын гол арга болсон.
(1) Автомашины үйлдвэрлэлд лазер гагнуурыг кузовын хавтан, хөдөлгүүрийн эд анги болон бусад гол эд ангиудыг холбоход ашигладаг. Жишээлбэл, шилэн лазерыг өндөр бат бэх ган эд ангиудыг өндөр нарийвчлалтай гагнахад ашиглаж, бат бөх, удаан эдэлгээтэй холболт үүсгэдэг.
(2) Электроникийн салбарт лазер гагнуурыг жижиг, нарийн эд ангиудыг өндөр нарийвчлалтай холбоход ашигладаг. Жишээлбэл, диодын лазерыг лити-ион батерейны батерейны элементүүдийг гагнахад ашигладаг бөгөөд энэ нь цахилгаан холболтын найдвартай байдлыг хангадаг.
(3) Агаарын тээврийн салбарт Боинг 787 Дримлайнер нь титан хайлш болон нийлмэл материалыг холбохын тулд лазер гагнуурын технологийг ашигладаг бөгөөд энэ нь тавны тоог эрс багасгаж, их биеийн жинг бууруулж, түлшний үр ашгийг сайжруулдаг.
Лазер нэмэлт үйлдвэрлэл
Лазер нэмэлт үйлдвэрлэл (тухайлбал, лазер 3D хэвлэх) нь нунтаг эсвэл утсан материалыг давхаргаар хайлуулах замаар нарийн төвөгтэй бүтцийг давхаргаар нь хуримтлуулах үйл явцыг хэрэгжүүлдэг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн аргыг "хасах үйлдвэрлэл"-ээс "нэмэлт үйлдвэрлэл" болгон хувиргах үйл явцыг илэрхийлдэг.Лазер дээр суурилсан нэмэлт үйлдвэрлэлийн процессуудСонгомол лазер хайлуулах (SLM) болон шууд металл хуримтлуулах (DMD) зэрэг нь өндөр нарийвчлалтай, өндөр бат бэх бүхий нарийн төвөгтэй металл эд ангиудыг үйлдвэрлэх чадвартай. Уламжлалт боловсруулалттай харьцуулахад лазер нэмэлт үйлдвэрлэл нь материалын бат бөх чанарыг хадгалахын зэрэгцээ нарийн төвөгтэй бүтцийн нэгдсэн хэлбэржүүлэлт болон хөнгөн загварыг бий болгож чаддаг.
(1) Автомашины үйлдвэрлэлд Ferrari F1 уралдааны машинуудын титан хайлшийн эд ангиудыг лазер нэмэлт үйлдвэрлэлийн технологийг ашиглан үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь эд ангийн халуунд тэсвэртэй байдал болон бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, уралдааны машинуудын аэродинамик дизайныг оновчтой болгодог.
(2) Анагаах ухааны салбарт лазер дээр суурилсан нэмэлт үйлдвэрлэлийг захиалгат имплант болон протез үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
(3) Агаарын тээврийн салбарт лазер дээр суурилсан нэмэлт үйлдвэрлэлийг турбины ир, түлшний хошуу зэрэг нарийн төвөгтэй эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Дүгнэлт
Дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн чухал тулгуур багана болох лазер технологи нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнийхээ хил хязгаарыг байнга тэлж байна. Одоогийн байдлаар лазер боловсруулалт нь илүү өндөр хүчин чадал, өндөр нарийвчлал, олон процессын эрлийзжилт рүү чиглэн хөгжиж байна, тухайлбаллазер нуман эрлийз гагнуур, хэт хурдан лазер микро боловсруулалт болон лазер ухаалаг хяналтын системүүд. Ирээдүйд өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч лазер, ухаалаг хяналтын систем, ногоон үйлдвэрлэлийн концепцийг тасралтгүй хөгжүүлэхийн хэрээр лазер боловсруулалт нь ухаалаг үйлдвэрлэл, хувь хүнд тохирсон бүтээгдэхүүн, хэт их материалын боловсруулалт зэрэг салбарт гол үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 1-р сарын 7
