Elmas Lazerle Buluşuyor: Farklı Lazer Türlerinin İşleme Etkileri Ortaya Çıktı

Elmas işlemek zordur ve lazer işleme teknolojisi çözüm sağlar. Lazer işleme teknolojisinin elmas işlemeye uygulanması, elmasın verimli ve yüksek hassasiyette işlenmesini sağlayabilir. Bugün, elmas yüzeyine etki eden farklı lazer ışın türlerinin elde ettiği işleme efektlerindeki büyük farklılıklara bir göz atalım.

 

Mikrosaniye lazer: kaba işlemeye uygun geniş darbe genişliği

Özellikler ve uygulamalar: Mikrosaniye lazer darbe genişliği geniştir, genellikle kaba işleme için uygundur. Örneğin, yazarın araştırma grubu, elmas ısı emici yapısının işlenmesini tamamlamak için 1064nm dalga boyuna sahip bir Nd:YAG mikrosaniye hassas lazer kesme makinesi kullanmıştır.

 

İşleme etkisi ve etkisi: İşlemesine güçlü termal hasar eşlik eder. Uzun darbeli mikrosaniye lazerin tepe gücü birkaç kilovattır ve darbe süresi uzundur, bu da ısıdan etkilenen derin bir bölgeye neden olur. Örneğin elmas işlenirken ısıdan etkilenen bölge 6,8μm’ye ulaşabilir.

 

Nanosaniye lazer: büyük bir pazar payına sahiptir ve işleme termal olarak yıkıcıdır

Avantajları ve pazar koşulları: Nanosaniye lazer, iyi stabilite, düşük maliyet ve kısa işlem süresi gibi avantajlara sahiptir. Kurumsal üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır ve şu anda büyük bir pazar payına sahiptir.

 

Termal etki ve ilgili araştırmalar: Bununla birlikte, nanosaniyelik lazer ablasyon işlemi, numuneye termal olarak zarar verir ve bu, makroskobik olarak, işlem tarafından üretilen büyük bir ısıdan etkilenen bölge olarak kendini gösterir.

 

Nanjing Havacılık ve Uzay Bilimleri Üniversitesi, tek kristal elmasın üç boyutlu hareketli nanosaniye darbeli Gauss lazer ablasyonunun sonlu eleman simülasyon modelini oluşturdu ve farklı tarama süreleri altında tek kristal elmastaki ısı iletimini ve sıcaklık dağılımını elde etti;

 

Femtosaniye lazer: yüksek işleme doğruluğu, ancak düşük verimlilik

Yüksek hassasiyetli işleme özellikleri: Femtosaniye lazer işleme yüksek hassasiyete sahiptir, çok kısa bir darbe süresi içinde ısıdan etkilenen bölgenin oluşumunu büyük ölçüde önleyebilir, elmasın yüzey yapısını minimum termal hasarla doğru şekilde işleyebilir ve daha uygundur. özel elmas şekillerinin ince işlenmesi. Örneğin, femtosaniye darbe lazeri, düşük ortalama güçte son derece yüksek güç yoğunluğu üretebilir ve bu da elmas kafesteki CC kovalent bağın ayrışmasına neden olur.

 

Verimlilik ve maliyet sorunları: Bununla birlikte, işleme verimliliği düşüktür ve femtosaniye lazerin pahalı maliyeti ve bakım maliyeti, işleme yöntemlerinin tanıtımını sınırlamaktadır. Şu anda, elmasın femtosaniye lazerle işlenmesine ilişkin araştırmaların çoğu laboratuvar aşamasındadır. Nanosaniye lazerlerle karşılaştırıldığında femtosaniye lazer işleme daha yüksek yüzey kalitesine sahiptir ancak genel malzeme kaldırma oranı daha düşüktür. Örneğin Han Yuan ve ark. femtosaniye lazerlerin ablasyon oranının, mikrosaniye lazerlerinkinden iki kat daha düşük olduğunu hesapladı.

 

Nihayet

Elmas işlemede farklı lazer türlerinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Araştırmacılar, lazer teknolojisinin elmas işleme alanında daha büyük bir rol oynamasını sağlamak ve ilgili endüstrilerin gelişimini teşvik etmek için sürekli araştırıyor ve çabalıyor.