ỨNG DỤNG CỦA LASER SẢN XUẤT VÀ CUỘC SỐNG – WELDTEC

Laser đã có vài trò rất quan trọng trong cuộc sống hiện tại, hầu như tất cả các ngành công nghệ đều có ứng dụng của laser, Weldtec sẽ trình bày với các bạn về ứng dụng của laser trong sản xuất chế tạo.

Đặc điểm của laser

Công suất ( Cường độ ) của nguồn bức xạ bằng ánh sáng rất mạnh so với nguồn năng lượng điện từ có cùng nguồn. Độ đơn sắc cao . Độ đơn sắc được đặc trưng bởi tỷ số

µ = ∆λ / λo.
S = ∆ω / ωo
Trong đó ∆λ – Chiều rộng quang phổ; µ – Mức độ đơn sắc
ωo – Tần số ứng với độ dài b−ớc sóng λo
Laser Rubin-Hồng Ngọc : λ = 0,69µ
Với D = 1 cm Đường kính chùm tia bức xạ thì góc phân kỳ.θ0,5 = 0,85.10-4 rad ≈ 14”
Laser CO2 : λ = 10,6µ  Với D = 1,2.10-3 cm ĐƯờng kính chùm tia bức xạ thì θ0,5 = 0,85.10-4 rad ≈ 3’20”.

Trong thực tế góc phân kỳ có lớn hơn do ảnh h−ởng của độ đồng nhất về sự phân bố biên độ và các pha trong vùng bức xạ.
Ví dụ : Kích thước vùng bức xạ của tinh thể hồng ngọc khoảng 100 µ , kích thước vùng bức xạ của hổn hợp hồng ngọc khoảng 850 µm (R−kalinpage 8)

Tính đồng loạt cao 

Thời gian kết hợp đối với tia ánh sáng thường là : 10-8 s
Thời gian kết hợp đối với tia laser là : 10-2 – 10-1s
Kích thước chùm tia nhỏ, có hướng tập trung và có tính hội tụ cao.Tần số ổn định.Thời gian một xung ngắn khoảng 10-9 giây

Bước sóng ngắn và có dãi sóng bức xạ lớn từ tia cự tím đến hồng ngoại nên khả năng ứng dụng rộng. Chiều dài bwớc sóng trong khoảng ( 0,1 -70 µm). Trong thực tế người ta quan tâm nguồn có chiều dài bước sóng trong khoảng 0,4 – 10,6 àm.

Vì trong khoảng này nguồn laser đã đạt được một số thông số yêu cầu : nguồn nhiệt lượng, công suất xung và công suất khi máy phát làm việc liên tục có ý nghĩa cho quá trình gia công kim loại. Mật độ nguồn nhiệt lớn ( 107 … 108 W/ cm2 .Có thể đạt 1010 – 1014 W/cm2.
Người ta tính rằng nếu tập trung nguồn nhiệt này lên một diện tích hẹp thì chỉ trong khoảng thời gian nửa phần triệu giây nhiệt độ có thể đạt 8000 oC.

Với khả năng này người ta đang nghiên cứu sử dụng chùm tia laser để gia công: khoan, khoét, hàn, cắt các loại vật liệu cứng và siêu cứng.Ngoài ra laser còn nhiều ứng dụng quan trong khác trong lĩnh vực quân sự,trong y khoa, trong kỹ thuật ảnh, trong thông tin liên lạc …

Khả năng ứng dụng của laser

Laser được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Theo công nghệ laser được sử dụng trong một số lĩnh vực sau :
+ Laser trong công nghệ hoá học
+ Laser trong công nghệ vật liệu bán dẫn
+ Laser trong công nghệ chế tạo vật liệu kim loại
+ Laser trong công nghệ gia công vật liệu
+ Laser công nghệ năng lượng
+ Laser trong lĩnh vực topography
+ Laser trong các lĩnh vực khác (kiến trúc, nghệ thuật,y tế.Trong chuyên đề này chỉ đề cặp đến công nghệ laser trong gia công vật liệu.

Phân loại công nghệ laser trong gia công vật liệu

• Cắt bằng laser
• Khoan (khoan bằng đơn xung, đa xung, khoan tế vi (d < 0,5 mm),
• Hàn bằng laser ( Hàn, kiểm tra khuyết tật, kiểm tra cơ tính, kiểm tra mõi, đo độ cứng thường và độ cứng tế vi, kiểm tra tổ chức kim loại…
• Hàn vảy (vảy hàn cứng)
• Hàn vảy (vảy hàn mềm)

• Biến cứng bề mặt
• Làm bóng và đông cứng bề mặt
• Hợp kim hoá bề mặt và phủ bề mặt
• Luyện kim bột

Trong công nghiệp 

• Gia công vật liệu với độ chính xác cao
• Có thể hàn, cắt, khoan các loại vật liệu đặc biệt là vật liệu cứng và dòn như kim cương, thuỷ tinh, sứ,…
• Không tiếp xúc trực tiếp cơ học với vật gia công nên ít gây biến dạng
• Có vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp vi điện tử
• Laser còn là người kiểm tra chất lượng lý tưởng với độ chính xác và tin cậy cao nhờ có khả năng ánh sáng tập trung, hội tụ cao,… (kính hiển vi laser, thiết bị kiểm tra tham số hình học, thiết bị kiểm tra bề mặt,…)

Laser trong thông tin liên lạc

• Truyền tin trên mặt đất và trong vũ trụ bằng tia laser vì tia sáng laser như một luồng sóng điện từ rất mạnh, định hướng cao, có khả năng mang một lượng thông vô cùng lớn.
• Định vị vẹ tinh nhân tạo
• Điều khiển hệ máy bay cất cánh và hạ cánh,…Laser trong khoa học kỹ thuật
• Dùng tia laser công suất lớn để “bơm” năng lượng cho môi trường plassma đến nhiệt độ cần thiết cho phản ứng nhiệt hạch.
• Sử dụng tia laser để làm giàu uranium …Laser trong quân sự
• Chùm tia laser – “Đại bác laser” với năng lượng 1014-1016W /cm2 có thể làm cháy, là xuyên thủng bất kỳ mục tiêu nào.
• Các loại máy đo cự ly, radar laser là người trinh sát tinh tường và chính xác
• Sử dụng laser trong điều khiển đ−ờng bay của bom, tên lữa (tên lửa laser, bom laser,…) sai số của bom laser khoảng 3-4 m trong khi sai số của bom thường là 100-150m.

Laser và kỹ thuật toàn hình (hologrrahy)

• Tạo ảnh toàn hình
• Xây dựng kỹ thuật điện ảnh toàn hình Laser trong y học
• Tia laser – một y cụ giải phẩu tuyệt vời; (Vi phẩu thuật mắt, các vết trên da, các khối u,…
• Sử dụng tia laser trong châm cứu ;
• Sử dụng sợi quang dẫn để truyền ánh sáng laser đến các bộ phận bên trong cơ thể (như dạ dày, ruột,… ) để chẩn đoán và điều trị
ứng dụng laser trong phục chế các tượng đài kỷ niệm, các di tích lịch sử bị hoen ố, …

Laser trong nông nghiệp

• Dùng tia laser để kích thích tăng trưởng
• Dùng tia laser để xử lý hạt giống, tăng tỷ lệ nảy mầm Tia laser trong lĩnh vực bảo vệ môi trường
• ứng dụng tia laser để phân tích, kiểm tra ô nhiểm môi trường

Weldtec đã trình bày sơ lược với các bạn về đặc điểm công nghệ và ứng dụng của Laser .Ở phần sau Weldtec se trình bày các kiến thức liên quan đến LASER mời các bạn đón đọc.

>> Xem thêm: ROBOT HÀN ỐNG, HÀN MẶT BÍCH, HÀN CỬA VAN CHUYÊN DỤNG ®   |  ROBOT HÀN CÔNG NGHIỆP® ƯU ĐIỂM VƯỢT TRỘI 2021™    |  MÁY CẮT PLASMA CNC ® CHI PHÍ THẤP & HIỆU QUẢ

5/5 – 1247 bình chọn