Laser bidezko prozesatzeko sistema optikoen irtenbidea

Laser bidezko prozesatzeko sistema optikoen irtenbidea
-ren zehaztapenalaser prozesamenduaSistema optikoaren irtenbidea aplikazio-eszenatoki espezifikoaren araberakoa da. Eszenatoki ezberdinek irtenbide desberdinak dakartzate sistema optikorako. Aplikazio espezifikoetarako analisi espezifikoa behar da. Sistema optikoa 1. irudian ageri da:

Pentsamendu bidea hau da: prozesuaren helburu zehatzak –laserraezaugarriak – sistema optikoaren eskemaren diseinua – azken helburuaren gauzatzea. Jarraian hainbat aplikazio-eremu desberdin daude:
1. Mikroprozesaketa zehatzaren arloa (markatzea, grabatzea, zulatzea, ebaketa zehatza, etab.) Mikroprozesaketa zehatzaren arloko prozesu tipiko ohikoenak metalak, zeramikak eta beira bezalako materialetan mikroprozesaketa metrikoa dira, hala nola telefono mugikorretarako logotipoen markaketa, stent medikoak, gas erregai injekzio-toberen mikrozuloak, etab. Prozesatzeko prozesuko oinarrizko eskakizuna hauxe da: lehenik eta behin, argi-puntu fokalizatu oso txikiak, energia-dentsitate oso altua eta eragin termikoko eremu txikiena bete behar ditu, etab. Goiko aplikazio eta eskakizunetarako, hautaketa eta diseinua...laser argi iturriaketa beste osagai batzuk gauzatzen dira.
a. Laserren hautaketa: Nahiago den laser ultramore/berde solidoa (nanosegundoak) edo laser ultra-azkarra (pikosegundoak, femtosegundoak) bi arrazoirengatik da batez ere. Bata, uhin-luzera fokatutako argi-puntuaren proportzionala dela da, eta, oro har, uhin-luzera laburra aukeratzen da. Bigarrena, pikosegundoak/femtosegundoak pultsuek "prozesaketa hotza" ezaugarria dutela da, eta energia prozesatzen dela difusio termikoa baino lehen, prozesaketa hotza lortuz. Oro har, irteera espaziala duen laser argi-iturri bat hautatzen da, M2 izpi-kalitate faktorea 1,1 baino txikiagoa izanik, izpi-kalitate hobea duena.
b. Izpi-hedapen sistemek eta kolimatze-sistemek normalean handitze aldakorreko izpi-hedapen lenteak erabiltzen dituzte (2X – 5X), izpiaren diametroa ahalik eta gehien handitzen saiatuz. Izpiaren diametroa alderantziz proportzionala da fokatutako argi-puntuaren arabera, eta, oro har, Galileoko izpi-hedapen arkitektura erabiltzen da.
c. Fokatze-sistemak normalean errendimendu handiko F-Theta lenteak (eskaneatzeko) edo fokatze-lente telezentrikoak erabiltzen ditu. Foku-distantzia fokatutako argi-puntuaren proportzionala da, eta, oro har, foku-eremu laburreko lenteak erabiltzen dira (f = 50 mm, 100 mm bezalakoak). 1. irudian erakusten den bezala: Oro har, eremu-lenteak elementu anitzeko lente-talde bat erabiltzen du (lente kopurua ≥ 3), ikus-eremu handia, irekidura handia eta aberrazio-adierazle txikiak lor ditzakeena. Hemen dauden lente optiko guztiek laserraren kalte-atalasea kontuan hartu behar dute.
d. Koaxial bidezko monitorizazio sistema optikoa: Sistema optikoan, ikusmen koaxialeko (CMOS) sistema bat integratzen da normalean prozesatzeko prozesuaren kokapen zehatza eta denbora errealeko monitorizazioa lortzeko.
2. Makromaterialen prozesamendua Makromaterialen prozesamenduaren aplikazio-eszenatoki tipikoen artean daude automobilgintzako xafla-materialen mozketa, itsasontzien altzairuzko xaflen soldadura eta baterien etxebizitza-oskolen soldadura. Prozesu hauek potentzia handia, sartze-ahalmen handia, eraginkortasun handia eta prozesatze-egonkortasuna behar dituzte.
3. Laser bidezko gehigarrien fabrikazioa (3D inprimaketa) eta estaldura Laser bidezko gehigarrien fabrikazioa (3D inprimaketa) eta estaldura aplikazioek normalean prozesu tipiko hauek dakartzate: aeroespazioko metal konplexuen inprimaketa, motorraren palen konponketa, etab.
Oinarrizko osagaien hautaketa honako hau da:
a. Laser hautaketa: Oro har,potentzia handiko zuntz laserrakaukeratzen dira, normalean 500W-tik gorako potentziarekin.
b. Izpi-formaketa: Sistema optiko honek goialde laua duen argia eman behar du, beraz, izpi-formaketa da oinarrizko teknologia, eta elementu optiko difraktiboak erabiliz lor daiteke.
c. Fokatze sistema: Ispiluak eta fokatze dinamikoa dira 3D inprimaketaren arloko oinarrizko eskakizunak. Aldi berean, eskaneatze lenteak objektuaren aldeko diseinu telezentrikoa erabili behar du ertzen eta erdigunearen prozesamenduan koherentzia bermatzeko.