Шилэн цацрагийн хайлуурын машинууд нь уламжит CO₂ цацрагийнхас давуу талтай цацрагийн чанарын хэмжигдэхүүнүүдийг ашиглан микрон түвшний нарийвчлалд хүрдэг. M² утга 1.1-ээс бага байхад (Findlight, 2024) эдгээр системүүд энергиэ дифракц багатай 20 микрон хүртэлх диаметртэй цацраг болгон цуглуулж, хяруулын багажийн түвшинд хайлуулах боломжийг олгодог.
Нарийн цацрагийн хэлбэр нь хязгаарын өргөнийг багасган, хамгийн их чадлын нягтыг хадгалж байдаг. Энэ нь үйлчлэгчдэд 0.1 мм зэвэрдэггүй гангууд дээр ±5 μm давталттай нарийн загваруудыг гүйцэтгэх боломжийг олгоно. Энэ нь микроэлектроник, нисэх онгоцны деталиуд шиг нарийн хэмжээний стандарт шаарддаг деталиудад тохиромжтой.
Автомжуулсан коллиматорууд туяны параметрүүдийг динамик байдлаар тохируулж, 1,500 мм/с хурдтай хайчлах үед ±0.01 мм байршилтийн нарийвчлалыг хадгалдаг. Энэ тогтвортой байдал нь 50 мкм-ийн хазайлт нь электродын олон давхаргыг богино холболтоор гэмтэх эрсдэлтэй баттерейн фольдийг боловсруулахад маш чухал юм.
Төвлөрсөн туя нь плазмаар хайчлахаас 70%-иар нарийвхан HAZ бүсийг үүсгэдэг (Ephotonics, 2025). Энэ нь пульсээр ажиллах горимтой хослуулбал зэвсгэнцэр хайлш дээрх гадаргуугийн шингэцийг Ra 1.6 мкм болтол хүргэх бөгөөд РД-ийн хамгаалалтын деталиудыг дахин полировлох шаардлагагүй болгодог.
Шилэн лазерийн таслагчид нь металл тус бүрт илүү сайн шингээгддэг 1,070 нм-ийн ойролцоох онцгой долгионы уртаар харшилтын асуудлыг шийдвэрлэдэг. Хуучин CO2 лазерийн эсрэгээр эдгээр шилэн суурьтай системүүд алюмин, зэвсэг шиг хэцүү материал ажиллах үед энергийн буцах хугарлыг ойролцоогоор 85%-иар бууруулдаг. Өнгөрсөн жил Nature сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаа энэ үзэгдлийг гэрлийн харшилтын нарийвчилсан туршилтуудаар харуулсан. Энэ практик хувьд юу гэсэн үг вэ? Машиныг маш их харшилттай материалуудын хувьд ч байнгын энерги дамжуулалтыг хадгалж чадна гэсэн үг юм. Бид 2 мм зузаан зэвсгийн хаягт 0.1 миллиметрээс ч бага хэмжээтэй маш нарийн таслалтын талаар ярьж байна. Энэ нь нарийвчлалтай таслах ажилд хуучин технологитой харьцуулахад илүү найдвартай болгоно.
Гурван техникийн тохируулга нь найдвартай боловсруулалтыг хангана:
Материал судлалын туршилтуудын дагуу эдгээр аргууд нь хэвийн лазерын системүүдтэй харьцуулахад дулаан тархах хурдыг 40%-иар бууруулдаг.
Барилгын зэсэн самбаруудаас авиацийн хөнгөн цагааны боолтууд хүртэлх холбоосуудад шингэн лазер нь +0.05 мм нарийвчлалыг хүртэл хүрэх боломжийг олгодог. Нэгэн үйлдвэрлэлийн тохиолдолд хувийн шинжилгээ нь шингэн систем рүү шилжсэнээс хойш хар тугалын цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсгийн үйлдвэрлэл 200% өссөн гэж онцолсон. Гол салбарууд энэ ачаар ашиг олдог:
Шилжүүлэгч төхөөрөмж, электрон бараа үйлдвэрлэл, машин техникийн хэсгийн үйлдвэрлэл зэрэг хэд хэдэн эрчимтэй салбарт шаардагдах маш нарийн нарийвчлалыг олж авахын тулд шилэн лазерын төхөөрөмжийг ашигладаг. Эмнэлгийн хэрэгслүүдийн хувьд ясны болт эсвэл биеийн доторх жижиг сенсоруудыг үйлдвэрлэх үед ойролцоогоор 0.001 инчийн нарийвчлалд хүрэх нь маш чухал байдаг. Учир нь гадаргуун жижиг гэмтэл ч байх ёстой зүйлд нөлөөлж болзошгүй. Цахилгаан хэрэгслийн үйлдвэрлэгчид мөн адил нарийвчлал шаарддаг бөгөөд ялангуяа зэсэн хамгаалалт эсвэл хэлхээний хэмжээг багасгах, гэхдээ үйл ажиллагааг алдалгүй байлгахын тулд ойролцоогоор 5 микрометр доторх нарийвчлал шаардлагатай жижиг холбоосуудын хувьд ийм нарийвчлал чухал болдог. Машин үйлдвэрлэгчид мөн түлшний зуурмаг, дамжуулалтын хэсгүүд зэрэг хэсгүүдийн хувьд геометр бараг гэнэтийгээр байх ёстойгоор эдгээр хэсгүүдийг ирээдүйд гэмтэхээс сэргийлэхийн тулд энэ технологийг ашигтай гэж үздэг.
Эдгээр машинууд маш зузаан биш, зөвхөн 0.05 мм зузаан цаасан материал ашиглаж байх үед ч 0.1 мм-с бага шугамын өргөнтэй тасалж чаддаг. Энэ боломж нь эмнэлгийн стент болон даралт мэдрэг шүргэгч зэрэг мэдрэмтгий хэсгүүдийн бүтцийн хүчийг хадгалахад тусалдаг. Улам зузаан материалыг жишээ нь, электромобилийн 0.4 мм зузаан цахилгаан хангамжийн самбарт ашигладаг материалийг таслах үед систем автоматаар цахилгааны хүчийг тохируулж, таслалтын үед хүссэнгүй муруйдлыг саатуулдаг. Машин нь фокусын зайны тохиргоог бодит цагт нь өөрчилж чаддаг тул онгоцны дулаан солилцуур үйлдвэрлэх үед ихэвчлэн гарч ирдэг муруйсан металл хавтангуудын ирмэгийг сайн харагдуулах боломжийг олгодог. Компонентийн гэмтэл нь боломжгүй байх эдгээр салбарт ийм нарийвчлал маш их ач холбогдолтой.
2023 онд нарийн инженерчлэлийн мэргэжилтнүүдийн хийсэн саяхны судалгаагаар, зүрх судасны стент үйлдвэрлэхэд угсармал лазерт шилжсэн үйлдвэрлэгчид өөрчлөлтийн дараа бүтээгдэхүүний гарцыг бараг 97%-иар нэмэгдүүлсэн байна. Эдгээр шинэ лазерууд нь хуучин CO2 загваруудтай харьцуулахад дулааны нөлөөнд өртсөн бүсийг ойролцоогоор 82%-иар бууруулсан тул 316L бохиргогдошгүй ган материал ашигласан хэсгүүдийг нэмэлтээр боловсруулах шаардлага гарахгүй болсон. Эдгээр сайжруулалтууд нь анги зүйн хэрэгслүүдийн хатуу ISO 13485 шаардлагыг хангахад нэмэгдээд, нэмэлт боловсруулалтын ажил багасаж, үйлдвэрлэлийн мөчлөгийг ойролцоогоор 35%-иар богиносгосон.
Fiber лазерийн төхөөрөмжүүд нь нарийн хөдөлгөөний удирдлагын технологийн тусламжтайгаар нарийн бүтэц бүхий дүрсүүдийг ойролцоогоор 0.1 мм-ийн нарийвчлалтайгаар хайчилж чаддаг. Энэ түвшний нарийвчлал нь архитектур дахь нарийн металл хэрэгсэл эсвэл нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд шаардагдах хэсгүүдийг хийх ажлуудад илүү ихээр чухал болдог. Сүүлийн үеийн параметрийн загварчлалын судалгаанууд эдгээр машинууд ямар байдлаар нарийн олон талт загваруудыг боловсруулж чаддагийг харуулж байна. Тэдгээрийн фокусын цэгүүд 50-100 микрон, байршилдэх нарийвчлал нь ойролцоогоор 5 микронд хүрэх зэрэг маш жижиг хэмжээтэй ажилладаг. Ийм боломжит чадваруудыг уламжлалт механик хайчлалтын арга замаар давтах боломжгүй.
Операторууд материал ба зузаан бүрийн хувьд үр дүнг сайжруулахын тулд чадлын нягт (0.5–2 J/см²) болон импульсын үргэлжлэх хугацаа (5–50 нс)-ийг оруулаад 15-аас дээш хувьсах хэмжигдэхүүнийг нарийвчлан тохируулдаг. Энэ нарийн удирдлага нь хязгаарын өргөнийг 0.15 мм хүртэл багасган, минутанд 60 метр хурдтай хадгалж, хоёрдогч боловсруулалтгүйгээр жижиг цоорхойнууд болон нарийн дүрсийг нарийвчлалтайгаар гүйцэтгэх боломжийг олгодог.
Өнөөгийн компьютерийн тусламжтай үйлдвэрлэлийн системүүд эдгээр CAD загваруудыг авч, тэдгээрийг жинхэнэ машинийн зааварчилгаанд 0.01 мм нарийвчлалтай зам болгон хувиргадаг тул нэг партийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд дараагийн партийнхтай бараг ижилхэн харагддаг бөгөөд төсөөлөл нь ойролцоогоор 99.8% байдаг. Дотор нь баригдсан симуляцийн функцүүд халуун шалтгаар юмсын муруйх магадлалыг урьдчилан тодорхойлох боломжтой бөгөөд металл зэрэг температурын өөрчлөлтөнд хямардаг материал ашиглах үед маш чухал болох үед нь шууд засвар хийж чаддаг. Эдгээр системүүд хиймэл оюун ухаангаас хангасан ухаалаг байршуулах программ хангамжуудтай хамт ажиллах үед үйлдвэрүүд материалын хэмнэлтийг хуучин арга барилаас хамаагүй ихээр сайжруулдаг бөгөөд мэргэжлийн тайлангуудын мэдээгээр ихэвчлэн 18-22 хувийн хооронд хэмнэдэг.
Орчин үеийн ширхэг лазерын огтлогч нь хурдан боловсруулах хурд болон роботын интеграцчлалын боломжийг хослуулдаг тул их хэмжээний нарийвчлалтай үйлдвэрлэлд өгөөжгүй зүйл болно. Хурд ба нарийвчлалын хооронд сонголт хийхийг шаарддаг уламжлалт арга замуудтай эсрэгээр, эдгээр систем нь минутанд 100 метрээс дээш хурдтай үед ч ±0.02 мм-ийн нарийвчлалыг хадгалж чаддаг.
Дэвшилтэт цацрагийн модульлажилтын технологи нь хувьсах хурдны дагуу энерги илүү нарийвчлалтай дамжуулах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, 6 кВт-ын ширхэг лазер нунтаг төмрийн 10 мм зузаан хавтгайг 0.8 секундын дотор нэвтрэн, 0.15 мм-ийн огтолцооны өргөнийг хадгалж чадах бөгөөд энэ нь хурд болон миллиметрээс бага нарийвчлал шаарддаг авиацийн деталуудад маш чухал.
Роботын ачаалал/ачаа буулгалтын системүүдийг ширхэг лазертай хослуулах нь 24/7 үйл ажиллагааг идвэхжүүлж, гар утсаар хийх арга замтай харьцуулахад зогсолтын цагийг 65%-иар бууруулдаг. Эдгээр машинуудыг оюунлаг материал боловсруулах системтэй нэгтгэх үед үйлдвэрлэгчид өдөрт 30%-иар их хэмжээний бүтээгдэхүүн гаргадаг талаар мэдээлж байна. Энэ нь байршил тохируулах алдааг арилгаж, тогтвортой байдлыг хангана.
Олон шатламт чанарын хяналтын системүүд урт үргэлжлэх үеэр цахилгааны тохиргоо болон савны зайг автоматаар тохируулдаг. Үүний дүнд автомашин хэсгийн үйлдвэрлэлд хаягдал бус материал 22%-иар буурч, 10,000 ба түүнээс дээш нэгж дээр ±0.01 мм ирмэгийн нарийвчлалыг хадгалах нь заавал шаардлагатай болсон.
Ширхэг лазер нь илүү сайн туяаны чанарын хэмжигдэхүүнтэй байдаг тул CO2 лазертай харьцуулахад илүү нарийн фокустой, энерги дамжуулах үед илүү тогтвортой байдаг.
Шилэн кабелийн лазер тодорхой долгионы урт ашигладаг бөгөөд энэ нь ойлгох чадварын асуудлыг хамгийн бага болгох боломжийг олгодог тул цахиур, зэс шиг маш их ойлгох чадвартай материал дээр ч гэсэн тогтвортой энерги дамжуулах боломжийг бүрдүүлдэг.
Шилэн кабелийн лазераар хайчлах технологийг электроник, автомашин үйлдвэрлэл, анагаах ухааны багаж хэрэгсэл, нисэх онгоцны үйлдвэрт нарийн нарийвчлал, хурдны өндөр түвшинд нь холбогдуулан өргөнөөр ашигладаг.
Дэвшилтэт цацрагийн модульчлал болон роботын интеграци нь шилэн кабелийн лазерийг нарийн тусгаарлалт, тогтвортой чанартай байлган хурдан хайчлах боломжийг олгодог.
Шилэн кабелийн лазер нь хайчлалтын параметрүүдийг дэвшилтэт удирдлагаар хангасан байдаг тул нарийн геометр, зузаан багатай материалыг нарийвчлалтай ажиллуулахад тохиромжтой.
Халуун мэдээ