توسعه قطعات اپتیکی برای فرآیند پرداخت سطح با لیزر

توسعه قطعات اپتیکی برای فرآیند پرداخت سطح با لیزر

اکثر فرآیندهای پرداخت سطح با استفاده از لیزر با دقت و کیفیت بالایی انجام می شوند اما بسیار کند هستند. با توجه به این امر، موسسه فناوری لیزر فرانهوفر (در آخن آلمان) همراه با 9 شریک بین ‌المللی، در حال توسعه دو قطعه اپتیکی جدید جهت تطبیق سریع شکل پرتو لیزر با تغییر مداوم شرایط پرداخت سطح با استفاده از لیزر هستند.
شرکت‌ ها و مؤسساتی از کشورهای آلمان، بلژیک، هلند، اسرائیل و سوئیس در پروژه تحقیقاتی به نام ultraSURFACE، در حال تحقیق و توسعه سیستم‌ های اپتیکی فوق دینامیکی برای پردازش سطح با لیزر با بالاترین توان عملیاتی هستند. دو قطعه اپتیکی جدید در حال توسعه در ناحیه مادون ‌قرمز نزدیک، زمان پردازش سطوح را به یک دهم و هزینه‌ ها را به نصف کاهش خواهند داد.
شکل 1- آینه تغییر شکل ­پذیر پیزوالکتریک (PDM[1]) توسعه ‌یافته در پروژه ultraSURFACE اتحادیه اروپا.
 
یکی از قطعات اپتیکی به طور خاص برای سایش و پردازش لایه های نازک با لیزر و آینه تغییر شکل پذیر و قابل تنظیم­ با پیزوالکتریک طراحی شده است. این امر تضمین می ­کند که پرتو لیزر با زمان سوئیچ کمتر از 5 میلی ثانیه با وضعیت پردازش تطبیق پیدا می کند. پرتو لیزر بسته به زاویه تابش تغییر شکل می ‌یابد به طوری که تصویر آن روی سطح کار همیشه شکل یکسانی داشته باشد و شدت آن ثابت باقی بماند. این فرآیند مهم است، زیرا تنها در صورتی که پرتو سه بعدی به طور مداوم با سرعت پردازش بالا تطبیق داده شود و با شدت ثابت به سطح برخورد کند، حتی در مؤلفه ‌هایی با اشکال پیچیده و تغییر پیوسته زوایای تابش، نتیجه پردازش لیزری همواره یکسان خواهد بود. اگر طرح پرتو لیزر بر روی سطوح شیب دار تغییر کند، کیفیت سطح سه ‌بعدی فرآوری شده افت می ‌کند.
در قطعه اپتیکی دیگر بجای یک باریکه معمولی از چهار باریکه موازی برای افزایش سرعت پردازش و بهره وری استفاده شده است. با استفاده از یک قطعه اپتیکی پراش[2]، پرتو لیزر به یک پرتو مربعی متشکل از چهار پرتو جزئی تقسیم می شود. در پروژه ultraSURFACE با استفاده از سیستمی خاص می توان در عرض چند میلی ثانیه، باریکه های جزئی را در کنار هم قرار داد به طوری که همیشه یک پرتو مربعی برای پردازش وجود داشته باشد.
شکل 2- با استفاده از  آینه مجتمع، باریکه لیزر در کمتر از 5 میلی ­ثانیه با مکان پردازش منطبق می­ شود.
 
در حال حاضر، دو ماژول اپتیکی فشرده در حال توسعه هستند. تیم ultraSURFACE قابلیت آنها را در یک سیستم لیزری جدید در کاربردهای مختلف آزمایش خواهد کرد. یک شرکت سوئیسی به لطف ماژول ­های اپتیکی قابل تعویض پرسرعت، در حال ساخت یک دستگاه صنعتی برای سایش، پیکربندی و پوشش ­دهی سریع و ارزان قیمت است. با استفاده از قطعات اپتیکی جدید و دستگاه جدید، پردازش 10 برابر سریعتر و فرآیند پرداخت سطح لیزری یک جایگزین مقرون به صرفه برای بسیاری از شرکت­ ها در صنایع مختلف خواهد بود.
برای اطلاعات بیشتر به سایت   www.ultrasurface.euمراجعه کنید.
 
Source: https://www.industrial-lasers.com/articles/2018/08/project-to-develop-improved-optics-for-laser-surface-treatment.html
 
 

[1] Piezoelectric Deformable Mirror
[2] Diffractive Optical Element (DOE)
 
منبع : www.industrial-lasers.com      1398/5/23 16:15