4,085 matches
-
repetiție a pulsurilor. În cadrul proceselor de marcare, este adesea preferată o putere de vârf ridicată, pentru a asigura o vaporizare rapidă. După cum se vede din ecuația (1.2), puterea de vârf este determinată de energia pulsului și de durata acestuia. pulsurile mai scurte dispun de o putere de vârf superioară. Timpul de interacțiune termică este, de asemenea, mai redus, fapt ce conduce la zone afectate termic mai mici și deci la o calitate superioară a șanțului creat. Totuși, trebuie luat în
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
o putere de vârf superioară. Timpul de interacțiune termică este, de asemenea, mai redus, fapt ce conduce la zone afectate termic mai mici și deci la o calitate superioară a șanțului creat. Totuși, trebuie luat în considerare faptul că energia pulsului este ridicată în cazul modurilor fasciculelor cu ordine superioară, ce produc unghiuri de divergență mari [33]. În cazul marcării fine, această situație nu este de dorit decât în cazul marcării cu mască (laseri excimeri). Efectele poziției fasciculului focalizat Un fascicul
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
minimă a liniei trasate, dar și cea mai ridicată densitate a puterii, fasciculul laser va trebui focalizat pe suprafața piesei de lucru. Suprapunerea (parțială) reprezintă un alt factor important ce influențează adâncimea, lățimea și continuitatea marcării. Frecvența de repetiție a pulsurilor (FRP) și viteza de marcare determină procentajul de suprapunere a marcajelor punctuale laser (Fig. 1.14). Aplicarea corespunzătoare a suprapunerilor poate să confere continuitate liniilor marcate și reducerea semnificativă a interferențelor cu un canal adiacent. Dacă procentul de suprapunere este
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
liniilor marcate și reducerea semnificativă a interferențelor cu un canal adiacent. Dacă procentul de suprapunere este definit ca μ = x / s, atunci. Prin urmare, dimensiunea necesară a amprentei este legată de viteza de marcare și de frecvența de repetiție a pulsurilor. În general, pentru un marcaj de bună calitate, este necesară o suprapunere între 70% și 90%. Diagrama de marcare laser Informații privind diferite mecanisme de marcare sunt prezentate în graficul din Fig. 1.15. Parametrii de proces sunt normalizați cu
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
ridicate, pot apărea în zona de marcare microfisuri. Matricile de puncte Sistemele de marcare tip matrice de puncte produc caractere prin crearea de mici puncte organizate în șabloane predefinite. Fasciculul scanează matricea și este pulsat atunci când trebuie executat un punct. Pulsul este generat prin intermediul unei oglinzi poligonale rotative, sau a unui dispozitiv acustico-optic, ori prin scanare piezoelectrică. Marcarea cu matrici de puncte este compatibilă, în particular, producerii de caractere în cadrul seriilor bine definite, precum codurile alfanumerice. Detaliu de marcare cu adâncime
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
marcarea laser poate altera caracteristicile suprafeței prelucrate și, prin urmare, poate determina modificări ale rezistenței la coroziune [31]. Această situație este de interes crucial în cazul biomaterialelor, pentru identificarea instrumentelor chirurgicale și a implanturilor protetice. În aceste domenii, marcarea cu pulsuri laser ultrarapide devine extrem de interesantă, în ciuda costurilor încă ridicate ale tehnologiilor femtosecundă [21]. În plus, compoziția chimică nu este afectată, menținânduse caracterul pasiv al materialelor, acesta fiind chiar îmbunătățit, dacă se ia în calcul susceptibilitatea la coroziunea localizată [37]. Coduri
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
un nivel al culorii gri (o nuanță) în cadrul procedurii de citire. Trebuie determinată precis relația dintre adâncimea obținută prin 44 ablație laser și nivelul de gri citit; adâncimea marcării putând fi apoi utilizată ca metodă de codare/decodare. Sunt folosite pulsuri ultrarapide, având în vedere faptul că astfel de pulsuri implică o ablație exactă, cu o precizie pe adâncime de câteva sute de nanometri [21]. Pulsurile ultrascurte sunt capabile să ableze orice tip de material, fiind prin urmare perfect adaptate aplicației
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
de citire. Trebuie determinată precis relația dintre adâncimea obținută prin 44 ablație laser și nivelul de gri citit; adâncimea marcării putând fi apoi utilizată ca metodă de codare/decodare. Sunt folosite pulsuri ultrarapide, având în vedere faptul că astfel de pulsuri implică o ablație exactă, cu o precizie pe adâncime de câteva sute de nanometri [21]. Pulsurile ultrascurte sunt capabile să ableze orice tip de material, fiind prin urmare perfect adaptate aplicației atât pentru metale cât și pentru dielectrici. Laserul utilizat
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
gri citit; adâncimea marcării putând fi apoi utilizată ca metodă de codare/decodare. Sunt folosite pulsuri ultrarapide, având în vedere faptul că astfel de pulsuri implică o ablație exactă, cu o precizie pe adâncime de câteva sute de nanometri [21]. Pulsurile ultrascurte sunt capabile să ableze orice tip de material, fiind prin urmare perfect adaptate aplicației atât pentru metale cât și pentru dielectrici. Laserul utilizat este de tip Ti:Sa, caracterizat de pulsuri de 150 fs, la frecvența de 5 kHz
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
pe adâncime de câteva sute de nanometri [21]. Pulsurile ultrascurte sunt capabile să ableze orice tip de material, fiind prin urmare perfect adaptate aplicației atât pentru metale cât și pentru dielectrici. Laserul utilizat este de tip Ti:Sa, caracterizat de pulsuri de 150 fs, la frecvența de 5 kHz; diametrul fasciculului la contactul cu suprafețele a fost fixat la 10 μm. Procedeul de marcare pe adâncime (corespunzător unei adâncimi exacte și precise pentru fiecare material) este compus din patru deplasări ale
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
sau cu emisie continuă și comutare-Q, frecvența de repetare afectează continuitatea marcării, alături de viteza de marcare. Microscopia optică reprezintă o metodă de analiză a acestui defect. 1.3. Considerații privind prelucrarea materialelor cu laseri ultra-rapizi În regimul „picosecundă” sau „femtosecundă”, pulsul laser are o durată mai scurtă decât cea a timpilor de relaxare, ipoteza existenței stării de echilibru nemai fiind valabilă, fiind astfel necesare acțiuni la nivel microscopic pentru realizarea transferului de energie, prin intermediul mecanicii cuantice. O caracteristică importantă a laserilor
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
crea plasme dense. Pe de altă parte, prin depășirea timpilor de difuzie termică, radiația femtolaser poate fi utilizată, în principiu, pentru o microprelucrare cu deteriorări termice minime ale zonelor adiacente. Au fost dezvoltate diferite metode de generare a fasciculelor cu pulsuri ultrascurte. Spectrul unui fascicul laser este invers proporțional cu durata pulsului său. Prin urmare, pentru generarea unui puls ultrascurt, este necesar un mediu de aport laser caracterizat de un spectru de emisie larg și continuu. Spectrele de emisie ale mediilor
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
difuzie termică, radiația femtolaser poate fi utilizată, în principiu, pentru o microprelucrare cu deteriorări termice minime ale zonelor adiacente. Au fost dezvoltate diferite metode de generare a fasciculelor cu pulsuri ultrascurte. Spectrul unui fascicul laser este invers proporțional cu durata pulsului său. Prin urmare, pentru generarea unui puls ultrascurt, este necesar un mediu de aport laser caracterizat de un spectru de emisie larg și continuu. Spectrele de emisie ale mediilor tradiționale precum CO2 și Nd:YAG nu pot suporta o durată
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
în principiu, pentru o microprelucrare cu deteriorări termice minime ale zonelor adiacente. Au fost dezvoltate diferite metode de generare a fasciculelor cu pulsuri ultrascurte. Spectrul unui fascicul laser este invers proporțional cu durata pulsului său. Prin urmare, pentru generarea unui puls ultrascurt, este necesar un mediu de aport laser caracterizat de un spectru de emisie larg și continuu. Spectrele de emisie ale mediilor tradiționale precum CO2 și Nd:YAG nu pot suporta o durată a pulsului la nivel de femtosecundă. De
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
Prin urmare, pentru generarea unui puls ultrascurt, este necesar un mediu de aport laser caracterizat de un spectru de emisie larg și continuu. Spectrele de emisie ale mediilor tradiționale precum CO2 și Nd:YAG nu pot suporta o durată a pulsului la nivel de femtosecundă. De exemplu, laserii Nd:YAG pot genera pulsuri cu durate de până la 30 ps. Materialele tipice pentru mediile active ale laserilor ultra-rapizi includ Ti: safir (6 fs), Nd:sticlă (100 fs), Yb:sticlă, Yb:YAG, Cr
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
aport laser caracterizat de un spectru de emisie larg și continuu. Spectrele de emisie ale mediilor tradiționale precum CO2 și Nd:YAG nu pot suporta o durată a pulsului la nivel de femtosecundă. De exemplu, laserii Nd:YAG pot genera pulsuri cu durate de până la 30 ps. Materialele tipice pentru mediile active ale laserilor ultra-rapizi includ Ti: safir (6 fs), Nd:sticlă (100 fs), Yb:sticlă, Yb:YAG, Cr:YAG și coloranți [26]. Pentru a analiza interacțiunile fundamentale dintre laser și
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
pentru mediile active ale laserilor ultra-rapizi includ Ti: safir (6 fs), Nd:sticlă (100 fs), Yb:sticlă, Yb:YAG, Cr:YAG și coloranți [26]. Pentru a analiza interacțiunile fundamentale dintre laser și material, eliminând orice alte efecte secundare, voi studia pulsurile laser ultra scurte, de aproximativ 200 fs, de intensități comparabile reduse, sub nivelul de prag cunoscut și indicat al îndepărtării masive de material. S-a demonstrat că, în aceste condiții, cuplajul principal dintre radiația luminoasă și material are loc prin intermediul
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
are loc prin intermediul excitării multifotonice a electronilor către banda de conducție sau vid. Perturbarea rezultată a matricei Țintei conduce la emisia de particule pozitive, de la ioni până la clustere de dimensiuni mai mari, cu peste zece atomi. Odată cu majorarea numărului de pulsuri incidente, cuplajul radiație-material este facilitat de acumularea de defecte cristaline tranzitorii, rezultate prin eliminarea de material. Pe de altă parte, destabilizarea matricii, determinată de excitare si ablație, se relaxează prin formarea auto-organizată de nanostructuri regulate în zona iradiată [39]. Influența
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
determinată de excitare si ablație, se relaxează prin formarea auto-organizată de nanostructuri regulate în zona iradiată [39]. Influența polarizării laser asupra ordinii structurale rămâne un aspect încă necercetat. 1.3.1. Interacțiunea laserilor ultra-rapizi cu materialele Laserii care pot produce pulsuri fotonice coerente, cu durate în regim de femtosecundă, au deschis noi domenii de cercetare în știința materialelor, datorită rezoluției temporale extrem de reduse și intensității fotonice ridicate. Natura ultra rapidă a femtolaserilor a fost utilizată pentru a observa, în timp real
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
extrem de reduse și intensității fotonice ridicate. Natura ultra rapidă a femtolaserilor a fost utilizată pentru a observa, în timp real, fenomene precum reacțiile chimice în gaze (Zewail, 1994) și transferul energetic eletron-matrice în cadrul solidelor (Shah, 1996). Pe de altă parte, pulsurile laser ultra scurte sunt caracterizate de intensități extrem de ridicate și conferă praguri de ablație precise pentru densități energetice substanțial reduse [40]. Disponibilitatea crescândă a laserilor femtosecundă de intensități ridicate a general un interes sporit în cazul procesării de înaltă precizie
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
extrem de ridicate și conferă praguri de ablație precise pentru densități energetice substanțial reduse [40]. Disponibilitatea crescândă a laserilor femtosecundă de intensități ridicate a general un interes sporit în cazul procesării de înaltă precizie a materialelor. În contrast cu modificările Țintelor prin aplicarea pulsurilor laser nanosecundă sau mai lungi, caz în care domină modurile standard ale proceselor termice, nu există schimb de căldură între puls și material pe parcursul interacțiunilor femtolasermaterial. În consecință, astfel de pulsuri pot induce modificări structurale atermice, realizate direct prin excitarea
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
ridicate a general un interes sporit în cazul procesării de înaltă precizie a materialelor. În contrast cu modificările Țintelor prin aplicarea pulsurilor laser nanosecundă sau mai lungi, caz în care domină modurile standard ale proceselor termice, nu există schimb de căldură între puls și material pe parcursul interacțiunilor femtolasermaterial. În consecință, astfel de pulsuri pot induce modificări structurale atermice, realizate direct prin excitarea electronică și procesele neliniare asociate, înainte ca matricea materialului să se echilibreze cu purtătorii excitați. Această modalitate rapidă de modificare a
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
înaltă precizie a materialelor. În contrast cu modificările Țintelor prin aplicarea pulsurilor laser nanosecundă sau mai lungi, caz în care domină modurile standard ale proceselor termice, nu există schimb de căldură între puls și material pe parcursul interacțiunilor femtolasermaterial. În consecință, astfel de pulsuri pot induce modificări structurale atermice, realizate direct prin excitarea electronică și procesele neliniare asociate, înainte ca matricea materialului să se echilibreze cu purtătorii excitați. Această modalitate rapidă de modificare a materialului poate conduce la dispariția tensiunilor induse termic și la
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
materialului să se echilibreze cu purtătorii excitați. Această modalitate rapidă de modificare a materialului poate conduce la dispariția tensiunilor induse termic și la deteriorări colaterale minime la prelucrarea practic a oricărui material în stare solidă. În plus, deteriorările produse de pulsurile femtolaser sunt semnificativ mai regulate de la impact la impact. Aceste caracteristici conferă femtolaserilor statutul de echipamente ideale în cazul procesării de înaltă precizie a materialelor [41]. Pentru controlul modificărilor rezultante ale topografiei Țintei este esențială o cunoaștere aprofundată a interacțiunii
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
mai regulate de la impact la impact. Aceste caracteristici conferă femtolaserilor statutul de echipamente ideale în cazul procesării de înaltă precizie a materialelor [41]. Pentru controlul modificărilor rezultante ale topografiei Țintei este esențială o cunoaștere aprofundată a interacțiunii dintre laserii cu pulsuri ultrascurte și material. Utilizarea pulsurilor ultrascurte, cu intensități corespunzător de ridicate ale radiației, reduce gradul de difuzie a căldurii în probă, facilitând expulzarea instantanee de material. Acest lucru face posibilă realizarea de prelucrări cu un grad ridicat de calitate (aspect
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]