فرآیند برش لیزری چند پرتویی و امکان اتصالات دو شاخه ای پیچیده
شکل ۱- اسکن کات، روش برش مارپیچی مبتنی بر لیزر را با فرآیند چند پرتویی توسعه داده است.
کنسرسیومی به رهبری مؤسسه فناوری لیزر فرانهوفر، پروژه فعال سازی برش لیزری نوارهای فلزی با دیواره نازک را برای اسکن کات تکمیل می کند. دانشمندان مؤسسه فناوری لیزر ویژگی جدیدی به فناوری مهرزنی تماسی این پروژه افزوده اند. در این راستا یک فرآیند تولید هیبریدی برای برش لیزری نوارهای فلزی با دیواره نازک ایجاد شده است.
محققان می گویند، این فرآیند جدید ساختن کوچک ترین جزئیات قسمت های تماسی را با روشی سازگار با محیط زیست، با دقت بالا و مؤثر امکان پذیر می کند.
در نگاه اول اتصالات پلاگ[۱] کوچک بوده و قابل توجه نیستند، اما وسایل نقلیه مدرن بدون آنها کار نمی کنند. چندین هزار اتصال دهنده پلاگ ولتاژ سیگنال و کنترل را از یک قسمت از وسیله نقلیه به بخش دیگر منتقل می کنند. در حال حاضر این قسمت های تماسی در یک روش سنتی مهرزنی و فرآیند خمش تولید می شوند.
با این حال، تعداد فزاینده عناصر اتصال دهنده در وسایل نقلیه این روش مکانیکی را بیش از پیش به حاشیه می راند. با ادامه کوچک سازی، تقاضا برای اتصالات پلاگ بسیار کوچک‌تر با قسمت‌های تماسی که ساختارهای ظریف و پیچیده تری دارند، در حال افزایش است.
در نقطه مقابل آنچه گفته شد، برش لیزری دری را برای گزینه های طراحی که قبلاً تحقق آنها غیرممکن بود، گشوده است و یک امکان ویژه برای مواردی که نوبت به ایجاد نواحی تماسی با چندین نقطه تماس مستقل در فضاهای نصب کوچک می رسد فراهم می کند. در این شرایط، فراوانی نقاط تماس چندگانه، کوچک ترین سیستم های تماسی را برای ارائه نوعی طراحی الکتریکی قوی، برای انتقال سیگنال معتبر که امری بسیار مهم است، توانمند می سازد.
حفاری مارپیچی مبتنی بر لیزر
محققان حفاری مارپیچی با لیزرهای پالسی فوق کوتاه را به کار گرفتند. این روش ثبت اختراع شده که توسط مؤسسه فناوری لیزر فرانهوفر گسترش یافته است گزینه ای عالی برای حفاری میکروچاله ها با نسبت ابعاد بالا در فولاد، شیشه و سرامیک است.
دقت، یکی از بزرگترین نقاط قوت حفاری مارپیچی به حساب می آید: قطر کانون ۲۵ میکرومتر با زبری Ra کمتر از ۰٫۵ میکرومتر در دیواره گودال است. با این حال، سطح بالایی از کیفیت فقط در صورتیکه سرعت فرآیند پایین باشد حاصل می شود.
آیا می توان از این روش آزمایش شده و تست شده برای برش قطعات فلزی استفاده کرد؟ و چگونه می توان سرعت فرآیند را افزایش داد تا آن را برای اهداف مناسب تولید کند؟
این سؤالاتی بود که باعث شد اسکن کات، یک پروژه مشترک با مؤسسات و شرکت های مختلف آلمانی، داشته باشد. هزینه این پروژه توسط صندوق توسعه منطقه ای اروپا (ERDF) و همکاران صنعتی ایالت نوردراین-وستفالن تأمین شد.
جان شانابل دانشمند گروه میکرو و نانو سازه در مؤسسه فناوری لیزر می گوید در این پروژه، اپتیک حفاری مارپیچی با یک مدول چند پرتویی محصول شرکت پالسار فوتونیکس و یک منبع پرتوی پرقدرت از محصولات آمفوس ترکیب شده است. این کار دقت و کیفیت فرآیند حفاری مارپیچی را با مزیت پردازش چند پرتویی ترکیب می کند.
آمفوس یک منبع پرتویی پرقدرت را بر اساس فناوری InnoSlab با توان خروجی ۳۰۰ وات و انرژی پالس ۳ میلی ژول توسعه داده است. انرژی بالای پالس برای تقسیم پرتو لیزر به ۲۰ پرتوی جداگانه ضروری است.
با این حال، در ابتدا، شرکای پروژه بر اثبات اینکه آیا روش چند پرتویی با تقسیم پرتو لیزر به دو تا شش پرتو جداگانه کار کرد تمرکز کردند. هم اکنون یک پروژه پیگیری در نظر گرفته شده است که در آن پالسار فوتونیکس و مؤسسه فناوری لیزر به توسعه فناوری برش مارپیچی با یک مدول چند پرتویی ادامه خواهند داد. از چشم اندازهای بدست آمده در این پروژه برای توسعه منابع پرتویی پرقدرت برای گسترش نمونه محصولات ارائه شده توسط آمفوس استفاده خواهد شد.
شرکای پروژه بر روی امکان خودکار کردن دستگاه تمرکز کرده اند. نصب آینه های قابل تنظیم برقی و فیبرهای اپتیکی برای تنظیم خودکار موقعیت پرتو برای این منظور اجرا شده است. با برنامه نویسی برای دستیابی به روال نرم افزاری مناسب، می توان تنظیمات مربوط به اپتیک حفاری مارپیچی را با لمس یک دکمه بدون نیاز به حضور هیچ فردی انجام داد.
شکل ۲- شکافی که با برش مارپیچ بر روی یک ورق فلزی تولید شده است.
Source: https://optics.org/news/11/8/14
[۱] Plug connector: نوعی از اتصالات مربوط به شبکه