ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการประมวลผลความเย็นและความร้อนในการตัดเฉือนเลเซอร์

ฉัน . หลักการ: ความแตกต่างที่สำคัญในการถ่ายโอนพลังงาน

การประมวลผลความร้อนอาศัยลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงเพื่อให้ความร้อนอย่างรวดเร็วพื้นผิวของวัสดุทำให้เกิดการหลอมละลายทันทีหรือแม้กระทั่งการระเหย . ตัวอย่างเช่นในการตัดด้วยเลเซอร์ของแผ่นโลหะเลเซอร์ร้อนในท้องถิ่นที่อยู่เหนือจุดหลอมเหลวของพวกเขา เสร็จสิ้นการตัด . วิธีการนี้วิชาวัสดุเพื่อการเปลี่ยนแปลงเฟสที่รุนแรง (ของแข็ง-ของเหลว -gas) ที่มีผลกระทบความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ .}

การประมวลผลเย็นขึ้นอยู่กับกลไก "ไม่ละลายที่ไม่ร้อน" โดยทั่วไปจะใช้เลเซอร์ ultrashort-pulse (picosecond หรือระดับ femtosecond) . พัลส์เลเซอร์เหล่านี้มีระยะสั้นมากการฉีดพลังงานเข้าไปในวัสดุภายในของ nanoseconds เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อน พันธะโมเลกุล, การปอกวัสดุในสถานะของแข็งที่แทบไม่มีความร้อนสะสมความถี่คำว่า "การประมวลผลเย็น ." "

II . สถานการณ์แอปพลิเคชัน: การแลกเปลี่ยนระหว่างความแม่นยำและประสิทธิภาพ

การแปรรูปความร้อนจะดีกว่าในสถานการณ์ที่ต้องใช้ความเร็วสูง แต่มีความแม่นยำต่ำกว่าสำหรับวัสดุหนาเช่นการตัดแผ่นเหล็กคาร์บอน/สแตนเลสหนาการเชื่อมเลเซอร์ของร่างกายรถยนต์และการดับพื้นผิวโลหะ . อย่างไรก็ตามวัสดุที่ได้รับความร้อนจากความร้อนขนาดใหญ่ (e . g ., พลาสติก, ยาง) .}

การประมวลผลความเย็นมีอิทธิพลต่อการตัดเฉือนที่แม่นยำด้วย HAZ น้อยที่สุด . มันใช้กับการตัดวัสดุที่แข็งกร้าว (แก้วเซรามิก) การประมวลผลหลุมขนาดเล็กสำหรับแผงวงจรที่ยืดหยุ่น และผลกระทบหลังการผ่าตัด .}

III . อุปกรณ์และค่าใช้จ่าย: เกณฑ์ทางเทคนิคและความไม่เท่าเทียมการลงทุน

การประมวลผลความร้อนใช้เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องหรือพัลส์ยาว (e . g ., เลเซอร์Co₂, เลเซอร์ไฟเบอร์) ซึ่งมีเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ค่าใช้จ่ายอุปกรณ์ที่ต่ำกว่า การบิดเบือน .

การประมวลผลแบบเย็นอาศัยเลเซอร์ ultrashort-pulse ซึ่งมีเกณฑ์ทางเทคนิคสูง (คิดต้นทุนมากกว่าสิบครั้งมากกว่าอุปกรณ์ความร้อน) และข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความเสถียรของเส้นทางแสงและการควบคุมพัลส์ . ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษายังสูงกว่า .

IV . แนวโน้มในอนาคต: การรวมและนวัตกรรม

เมื่อการผลิตเปลี่ยนไปสู่ความแม่นยำสูงและสติปัญญาการประมวลผลความเย็นและความร้อนกำลังมาบรรจบกันมากกว่าการแข่งขัน . ตัวอย่างเช่นการประมวลผลความร้อนสามารถทำให้การตัดเฉือนหยาบอย่างรวดเร็วก่อนตามด้วยการประมวลผลเย็นสำหรับการตกแต่งพื้นผิว; หรืออุปกรณ์เลเซอร์คอมโพสิตรวมทั้งสองโหมดเพื่อประโยชน์เสริม . ในขณะเดียวกันวัสดุใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่ (e . g ., กราฟีน, นาโนคอมโพสิต) กำลังผลักดันนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีทั้งสอง

ไม่ว่าจะเป็น "การประมวลผลความร้อน" ที่มุ่งเน้นประสิทธิภาพหรือการประมวลผลความเย็น "พวกเขารวมกันเป็นระบบที่สมบูรณ์ของการตัดเฉือนเลเซอร์ . เมื่อเลือกกระบวนการองค์กรควรประเมินคุณสมบัติของวัสดุความต้องการที่แม่นยำและงบประมาณต้นทุนสูงสุด

--- Brian ---