Fotonik CNC: Yeni Nesil Optikler için Ultra Hassas İşlemede Devrim Yaratıyor

Fotonik CNC teknolojisinin, karmaşık optik bileşenlerin üretiminde mikron altı hassasiyet elde etmek için gelişmiş lazer işlemeyi nasıl kullandığını keşfedin. Artırılmış gerçeklik, biyomedikal cihazlar ve kuantum teknolojilerindeki uygulamalarını keşfedin ve ışık tabanlı üretimin geleceği hakkında bilgi edinin.

Fotonik CNC: Işık Tabanlı Ultra Hassas İşleme

Makale, aşağıdaki birkaç kilit alanı kapsamaktadır fotonik CNC teknolojisiHassas üretimin önemine bir giriş ve fotonik işlemeye genel bir bakış ile başlamaktadır. Daha sonra fotonik işlemenin temelleri ele alınmakta ve ilgili temel teknolojiler ve malzemeler tartışılmaktadır. Yaygın işleme süreçleri bölümü lazer kesim, ablasyon teknikleri, markalama ve kazıma, lazer delme ve lazer parlatma konularını içermektedir.

Bunu takiben, makale elmas tornalama ile fotonik işlemeyi karşılaştırmakta, yüksek hassasiyet elde etme yöntemlerini araştırmakta ve serbest biçimli optiklerin üretimini detaylandırmaktadır. Işık tabanlı CNC teknolojisi bölümünde ise şu konulara odaklanılmaktadır lazer CNC sistemleri ve entegre optik ve metroloji. Sonuç bölümü fotonik işlemenin geleceğine bakarken, SSS bölümü yaygın olarak kullanılan lazerler, elde edilebilir hassasiyet, zor malzemeler, lazer CNC merkezlerinin çalışması ve fotonik işleme uygulamalarını ele almaktadır.

Hassas üretim, performansı sürekli artan yeni nesil minyatür optik sistemlerin geliştirilmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Artırılmış gerçeklik ekranları, biyosensörler, kuantum iletişimleri ve fotonik entegre devreler gibi gelişmekte olan teknolojiler, dönel olmayan simetrik veya serbest biçimli karmaşık bileşenleri giderek daha fazla talep etmektedir. Ancak geleneksel işleme, bu tür sofistike tasarımların esnek bir şekilde üretilmesinde sınırlamalarla karşı karşıyadır. Eksiltici araç olarak yoğun lazer radyasyonu kullanan fotonik işleme, uygulanabilir bir çözüm sunmaktadır. Yüksek güçlü lazer kesimin çok eksenli lazer tabanlı bilgisayarlı sayısal kontrol sistemleriyle koordine edilmesiyle, malzemelerin gerçek üç boyutlu şekillendirilmesi mümkün hale gelir. Entegre hat içi metroloji ile birlikte, bir dizi endüstriyel malzemede mikron altı hassasiyet elde edilebilir.

Hassas optik üretimi, birçok sektörden gelen taleplerin artmasıyla hızla büyüyen bir alandır. Sadece Lasik göz ameliyatı yılda 200 milyondan fazla düzeltici lens gerektirirken, artırılmış gerçeklik donanım satışlarının 2025 yılına kadar $100 milyara ulaşacağı tahmin edilmektedir. Bu arada, düz panel ekranlar ve tüketici elektroniği yeni üretim teknikleri gerektiren yakın göz ve difraktif tasarımlara geçiş yapıyor.

Son on yılda kamuoyunun ilgisini yansıtan Google Trends verileri, "fotonik üretim" ve "optik üretim" aramalarında on kat artış olduğunu göstermektedir. Bu durum, çip üzerinde laboratuvar sensörlerinden ve optogenetikten yararlanan biyomedikal teşhis/tedavilere yönelik artan Ar-Ge faaliyetleriyle paralellik göstermektedir. Kuantum bilgi işleme ve lidar tabanlı otonom araçlar gibi yeni gelişen alanlar da aynı şekilde hassas optik geliştirmedeki ilerlemelere dayanmaktadır. Bununla birlikte, geleneksel üretim yaklaşımları, bu yeni gelişen endüstriler için gerekli olan özelleştirilmiş karmaşık tasarımları barındırmak için ölçeklendirmede mücadele etmektedir. Fotonik işleme, çok eksenli lazer tabanlı bilgisayar kontrolü aracılığıyla rastgele geometrileri hızla prototipleme yeteneğine sahip uygun bir çözüm sunmaktadır. Bu teknoloji aynı zamanda yazılım odaklı yapılandırılabilirliği sayesinde daha küçük hacimlere izin vermektedir.

Bu makale, ışığa yönelik malzeme işleme ve yarının optik üretimindeki kolaylaştırıcı rolü hakkında genel bir bakış sunmaktadır. Fotonik işleme temellerini, hedef uygulamaları, entegre teknolojileri ve gelecek beklentilerini özetleyerek, Google trend analizlerinin önerdiği gibi bu çok önemli alanla ilgili muazzam kamu merakını karşılamayı amaçlamaktadır. Çok eksenli CNC lazer teknolojisini gelişmiş metroloji ile birleştiren yeni teknikler de ele alınmaktadır. Genel olarak, fotonik işleme, yarının fotonik üretim ihtiyaçları için çok önemli bir teknik olarak gösterilmektedir.

Foton Güdümlü Üretim

Fotonik İşlemenin Temelleri

Fotonik işleme, iş parçasından çeşitli malzeme kaldırma tekniklerini kolaylaştırmak için odaklanmış lazer radyasyonu kullanır. CO2, fiber ve kısa darbeli katı hal lazerleri gibi lazerler yaygın olarak kullanılan ışık kaynaklarıdır. 10,6μm radyasyon yayan CO2 lazerler metal olmayanlar tarafından iyi emilirken, 1μm fiberler metallerde emilimi en üst düzeye çıkarır. Pikosaniye veya femtosaniye atımlı ultra kısa atımlı lazerler, ısıdan etkilenen bir bölge olmadan yüksek hassasiyette ablasyon sağlar.

Lazer ışını tarama optikleri kullanılarak yönlendirilir ve F-teta lensler kullanılarak dar bir noktaya odaklanır. 20-300μm arasında değişen nokta boyutları, 10μm'ye kadar özellik boyutlarına izin verir Kesme sırasında, odaklanmış ışın iş parçasına göre programlanmış bir yol izler. Oksijen veya nitrojen destek gazları, erimiş malzemenin oksidasyonuna veya uzaklaştırılmasına yardımcı olmak için ışınla eş eksenlidir. Süreç büyük ölçüde temassızdır ve mekanik olarak indüklenen gerilimler minimum düzeydedir.

3D parçalar için çok eksenli CNC lazer sistemleri, yüksek hızlı galvanometre tarama aynaları ve döner/lineer aşamalar kullanarak iş parçasını statik ışın boyunca eşzamanlı olarak manevra ettirir. Bu, karmaşık geometrilerde karmaşık konturlamayı kolaylaştırır. Kısa darbeli lazerler, üretilen yoğun elektron deliği çiftlerinin sonraki lazer darbelerini emdiği ablatif fotodekompozisyon yoluyla malzemeyi aşındırır ve çevredeki alanı ısıtmadan sabit buharlaşmaya yol açar. Bu, termal olarak hassas malzemelerin mikro işlenmesini sağlar. Güç, dalga boyu, darbe süresi ve işleme atmosferi gibi lazer parametrelerinin uygun şekilde seçilmesi ve yüksek konumlandırma hassasiyeti, istenen malzeme etkilerinin elde edilmesinde çok önemlidir. CCD'ler, pirometreler ve spektrometreler kullanılarak yapılan on-line proses izleme, proses stabilitesini daha da sağlar.

Fotonik İşlemede Kullanılan Malzemeler

Metaller, yüksek termal iletkenlikleri nedeniyle lazer işleme uygulamalarında baskındır. Karbon ve paslanmaz çelik genellikle tüketici ürünleri, endüstriyel bileşenler ve takımlar için işlenir. Alüminyum ve alaşımları Al 6061 ve Al 2024, otomotiv ve havacılık endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve lazer kesimine uygundur. Cerrahi implantlar için kullanılan Ti-6Al-4V gibi titanyum alaşımları ultra hızlı lazerler gerektirir. Hassas optik üretimi için kızılötesi lazerler, görünür bölgede zayıf emilim yapan erimiş silika, borosilikat cam ve kristal safir gibi şeffaf malzemeler için çok uygundur.

Kısa dalga lazerler, entegre optofluidik cihazlarda kullanılan lityum niobat ve potasyum dihidrojen fosfatın absorpsiyon bantlarıyla eşleşir. Termoplastik ABS, polikarbonat ve akrilik gibi polimerlerin yanı sıra termoset epoksi ve silikon, absorpsiyon spektrumlarıyla uyumlu lazerler kullanılarak mikro yapılandırılabilir. Biyomedikal uygulamalar için yüksek yoğunluklu polietilen, naylon ve poliüretan yaygın olarak işlenmektedir. Epoksi, PEEK ve peek-karbonda karbon fiber takviyeleri içeren kompozit malzemeler önem kazanmaktadır. Burada, ultra kısa darbeler veren ultra kısa yakın kızılötesi lazerler, takviye kalitesini koruyarak ihmal edilebilir ısı birikimi ile ablasyon sağlar. Bu nedenle fotonik işleme, uygun lazer konfigürasyonları kullanılarak metalik alaşımlar, plastikler, optik ve kompozit malzemelerle geniş uyumluluk nedeniyle endüstri sektörlerinde uygulanabilen çok yönlü bir tekniktir.

Yaygın İşleme Süreçleri

Lazer kesim Konsantre lazer ışınının iş parçasını çentiği boyunca ısıtıp erittiği ve yardımcı bir gaz jetinin erimiş cürufu üflediği termo-mekanik bir işlemdir. Sac metal parçalar için ±0. 1 mm hassasiyetle birkaç m/dak kesme hızlarına ulaşabilir. 3D geometriler için genellikle çok eksenli lazer sistemleri kullanılır. Statik lazer, takım yolları boyunca aşamalı olarak kesmek/ablate etmek için yüksek hızlı XY galvanometre tarayıcıları ve Z ekseni konumlandırma aşamaları ile koordine edilir. Döner eksenler ayrıca tam 3D profillemeyi kolaylaştırır. Ultra kısa lazer darbeleri kullanılarak yapılan ablasyon, malzemeyi foto termal ve fotokimyasal mekanizmalarla herhangi bir yeniden döküm tabakası veya HAZ olmadan ortadan kaldırır.

Bu, termal olarak hassas malzemelerin yüksek hassasiyetli mikro yapılandırmasını kolaylaştırır. Markalama ve kazıma, yüzey katmanlarını kömürleştirmek veya aşındırmak için daha düşük güçlü lazer emisyonunu kullanır. Nokta matris karakterleri, değişken veri kodları ve 50μm'nin altındaki çözünürlüklere sahip mikro gravürler yazılabilir. Lazer delme, 30:1'i aşan yüksek çap-derinlik en-boy oranlarına sahip delikler üretir. Tipik uygulamalar arasında türbin kanadı soğutması, tıbbi implantlar ve mikroakışkan cihazlar yer almaktadır. Gelişmekte olan bir teknik de pürüzlü yüzeyleri aşamalı olarak pürüzsüzleştirmek için çoklu düşük güçlü taramalar kullanan lazer parlatmadır. Bu, katkılı olarak üretilen metal parçaların son işlemlerinde önem kazanmaktadır. Özetle, 3D işleme merkezleri ile birlikte kullanılan lazerler, çeşitli endüstriyel sektörlerde minyatürleştirilmiş özellik boyutlarına sahip parçaların çok yönlü ve esnek bir şekilde işlenmesini sağlar.

Ultra Hassas Optik Kesim

Elmas Tornalama ve Fotonik İşleme

Hem elmas tornalama hem de fotonik işleme, hassas optik üretimi için iyi bir şekilde kurulmuştur. Elmas tornalama, <1nm RMS ultra pürüzsüz yüzeylere sahip rotasyonel olarak simetrik bileşenler üretmek için tek noktalı bir elmas takım kullanır. Bununla birlikte, işleme kısıtlamaları simetrik olmayan serbest biçimli tasarımların karmaşıklığını ve esnek üretimini sınırlar. Fotonik işleme, karmaşık serbest biçimli yüzeyleri tek bir kurulumda şekillendirebilen çok eksenli CNC lazer sistemleri aracılığıyla bu sınırlamaların üstesinden gelir. Lazerler ayrıca takım aşınması sorunlarını da ortadan kaldırır. Bununla birlikte, temassız ablasyon daha düşük malzeme kaldırma oranlarına yol açar. Ultra hızlı lazer prosesleri, elmas takımlarla işlenmesi zor olan kırılgan malzemelerin mikron altı işlenmesini sağlar. Bu arada, yansıtıcı metaller için elmas tornalama, lazerler tarafından ulaşılamayan yüzey kaliteleri sunar. Bu nedenle, her ikisinin de güçlü yönlerini birleştiren hibrit bir yaklaşım en uygun olabilir.

Yüksek Hassasiyete Ulaşmak

Son teknoloji lazer mikro işleme merkezleri, 10nm'nin altında konumlandırma tekrarlanabilirliği sağlayan kapalı döngü tork motorlarına sahip yüksek hızlanma/yavaşlama eksenlerine sahiptir. Sert hava yataklı sürgüler ve lineer motorlar sorunsuz çok boyutlu hareketi kolaylaştırır. Entegre dalga önü metrolojisi, proses düzeltmeleri için hızlı geri bildirim sağlar. İnce film gerilme ölçümleri ve Lazer-Doppler vibrometri, parça stabilitesini nitelendirir. Fiber bağlı spektrometreler, yerinde proses kontrolü için kalite değişimlerini tespit eder. Özel fikstürler, termal/mekanik bozulmaları ortadan kaldırırken parçaları hassas bir şekilde konumlandırır. Hava yatakları üzerindeki yüzer bağlantılar, mikro ayarlamalara ve dinamik etkilerin gerçek zamanlı telafisine yardımcı olur.

Serbest Biçimli Optik İmalatı

Asferik, difraktif veya Fresnel lensler gibi tamamen düzlemsel olmayan optikler 5 eksenli korelasyonlu işleme gerektirir. 3D takım yolları şunlardan enterpole edilir CAD/CAM ve çok eksenli lazer sistemi tarafından gerçekleştirilir. Difraktif optik elemanlar, titiz birleşik dalga analizi ile optimize edilmiş periyodik yüzey kabartma desenlerine sahiptir. Maskesiz ultra hızlı lazer doğrudan yazma, keyfi difraktif tasarımlara olanak tanır. Fresnel optikler, ışın izleme yoluyla simüle edilen ve daha sonra eşmerkezli olukların çok seviyeli ablasyonu yoluyla işlenen bölgesel kırılma elemanlarını içerir. Bu, geleneksel tasarımlara kıyasla daha yüksek performanslı ancak daha düşük boyut ve ağırlığa sahip yeni nesil entegre-kompakt görüntüleme modülleri için fotonik işleme uygulamalarını göstermektedir.

Dönel simetrik olmayan şekillere sahip serbest biçimli optiklerin üretilmesi esneklik gerektirir çok eksenli CNC işleme. Parça tasarımı optik yazılım kullanılarak simüle edilir ve ardından takım yolları CAM programlarından dışa aktarılır. Üretimin merkezinde lazer kesim/ablasyon ışınının yüksek hızlı X-Y galvanometre tarayıcılar ve Z-lift aşamaları ile koordine edilmesi yer alır. Ek döner eksenler, asferik yüzeyler için gerçek 5 eksenli profil oluşturmayı sağlar. Step motorlar veya doğrudan tahrikli tork motorları, ağır yük eksenlerini nanometre hassasiyetiyle düzenler.

Hava yatakları, ultra ince yüzey dokulama için gereken pürüzsüz taramayı kolaylaştırır. Dalga önü sensörleri gerçek zamanlı süreç geri bildirimi sağlar. Difraktif optik elemanlar holografik ekranlar, lazer şekillendirme ve kuantum iletişimi gibi uygulamalar için giderek daha önemli hale gelmektedir.

Femtosaniye lazerle doğrudan yazma, bilgisayarda üretilen karmaşık hologramların maskesiz olarak çoğaltılmasını sağlar. Çok seviyeli Fresnel lensler, eşmerkezli halkalarda bölgesel kırılma mikro yapıları içerir. Kısa darbeli lazerler, odak uzunluğunu modüle ederek dik yan duvarlara sahip çukurları hassas bir şekilde ablate eder. Bu, geleneksel tasarımları aşan performansa sahip kompakt objektifler sağlar.

Fotonik işleme, küresel profillerin kısıtlamalarının üstesinden gelerek asferik düzeltmeleri mümkün kılar. Uygulamalar mikroskopi ve astronomide serbest biçimli aynaları, baş üstü ekranları ve tüketici elektroniğindeki entegre lens tertibatlarını kapsamaktadır. Genel olarak bu durum, şimdiye kadar mümkün olmayan tasarım özgürlüklerine sahip yeni nesil minyatürleştirilmiş ve yüksek performanslı görüntüleme ve lazer sistemlerinin geliştirilmesinde hassas fotonik üretimin kritik önemini ortaya koymaktadır.

Işık Tabanlı CNC Teknolojisi

Lazer CNC Sistemleri

Tipik lazer mikro işleme merkezleri bir çalışma alanı muhafazası, lazer kaynağı, ışın dağıtım optikleri, çok eksenli hareket aşamaları ve bir makine kontrolöründen oluşur. Yüksek hızlı galvanometre tarayıcılar, bir f-teta lens yardımıyla ışını iş parçası boyunca yönlendirir. Z-lift aşamaları kesilen katmanların istiflenmesini kolaylaştırırken, döner eksenler eş zamanlı 5 eksenli profil oluşturmayı sağlar. Doğrudan tahrikli fırçasız servo motorlar, doğrusal kodlayıcılar ve çözücüler kullanarak hareketi nanometre hassasiyetiyle düzenler. Sert aerostatik rulmanlar ağır eksenleri desteklerken pürüzsüz tarama sağlar. Hacimli G kodu ile yüklü programlanabilir mantık kontrolörleri tüm alt sistemleri koordine eder. Kontrol döngüleri, termal/mekanik hataların servo kompanzasyonu yoluyla pikometre kesim hassasiyetini korur. Lazer mikro işlemenin hassas kontrolü, yüksek güçlü lazer kaynaklarının, ışın dağıtım optiklerinin ve çok eksenli konumlandırma sistemlerinin entegre edilmesini gerektirir.

Kızılötesinden morötesine kadar sürekli veya darbeli ışınlar üreten CO2 ve fiber lazerler yaygın olarak kullanılan kaynaklardır. Lazerler, ıraksak ışınları odaklamak için F-Theta lensleri, silindirik teleskoplar veya zoom ışın genişleticileri kullanan galvanometre tarama kafalarına bağlanır. Galvo aynaların tarama aralıkları ve hızları, alan boyutlarını ve kesme verimini belirler. İş parçaları, X, Y, Z doğrusal eksenleri ve A/B döner eksenleri boyunca motorlu öteleme ile 3/4/5 eksenli makine aşamalarına yerleştirilir. Nano konumlandırmalı lineer motorlar ve doğrudan tahrikli döner tork motorları, 10nm'nin altındaki çözünürlüklerle hızlı konturlama sağlar. Kontrol, CAD/CAM yazılımından G kodu ile yüklenen programlanabilir mantık kontrolörleri aracılığıyla yapılır.

Doppler interferometreler, kapasitif monitörler ve çözücülerden gelen kapalı döngü geri bildirimi, kesme yörüngelerini ve katman kaydını bir mikron içinde tutar. Oksijen veya inert gazlarla temizlenen muhafazalar hassas optikleri korur ve proses kararlılığı ve güvenliği için malzeme buharını giderir. Egzoz dumanı aspiratörleri de ortamdaki kirlenmeyi önler. Yüksek güçlü lazer enerji kaynaklarının, ışın profili oluşturma bileşenlerinin ve senkronize çok eksenli hareket aşamalarının sıkı kontrol altındaki bu entegrasyonu, çeşitli mühendislik malzemelerinin hassas mikro işlemesini kolaylaştırır.

Entegre Optik ve Metroloji

Makine üzerindeki interferometreler dalga cephesi kalitesini hızla ölçer ve sapmaları tespit eder. Faz kaydırma teknikleri, λ/10 çözünürlüğe kadar istenen şekilden sapmaları algılar. Spektrometreler ve termal kameralar yüzey kalitesini, ısı dağılımını değerlendirir ve işleme kusurlarını araştırır. Örüntü tanıma çözümleri, kendi kendini düzeltme için anormallikleri tanımlar. Görüş alanlarına yerleştirilen fiber problar, malzeme etkileşimini optimize etmeye yardımcı olmak için aşındırılmış bölgelerde mikro-Raman spektroskopisi gerçekleştirir. Bu kapalı döngü süreç kontrolü, yeni nesil entegre fotonikler, biyomedikal cihazlar ve gelişmiş optikler için uygulanabilir tek haneli mikron hassasiyetinde karmaşık serbest biçimli tasarımların üretilmesini sağlar. Sonuç olarak,

Lazer tabanlı CNC, kalite güvencesi için gerçek zamanlı analizlerle tamamlanan hassas serbest biçimli üretim için çok yönlü bir metodoloji sunar. Ultra hassas üretimin sağlanması, lazer mikro işleme sırasında dalga önü kalitesinin doğrulanmasını gerektirir. Lazer işleme merkezlerine entegre edilen interferometrik sensörler, parça çıkarmadan hızlı yüzey metrolojisi sağlar.

Geleneksel Faz Kaydırmalı İnterferometri, milimetre aralıklarında nanometre altı dikey çözünürlüğe sahip yüzey profillerini çıkarmak için çoklu düşük koherensli aydınlatma dizileri kullanır. Twyman-Green ve Fizeau interferometreleri gibi özel konfigürasyonlar, asferik yüzeylerin ve serbest biçimli gradyanların minimum lens artefaktları ile test edilmesini sağlar. Mikro-Raman spektrometrelerine bağlı in-situ fiber problar, malzeme fazlarını, stres değişimlerini ve kontrolsüz ısıtmadan kaynaklanan kristal hasarlarını tanımlar.

Termal kameralar sıcaklık dağılımlarını görselleştirirken, örüntü tanıma çözümleri işleme sürecinde yukarı yönde telafi etmek için yapısal kusurları tanımlar. Doğrudan CNC eksenlerine monte edilen metroloji sensörlerini içeren bu kapalı döngü proses kontrolü, yörünge sapmalarını kendi kendine düzeltmek ve kesme parametrelerini stabilize etmek için gerçek zamanlı geri bildirim sağlar. Üretim sırasında hataları izleme, analiz etme ve telafi etme yeteneği, cilalama sonrası çabalarda önemli azalmalara ve karmaşık fotonik bileşenlerin hızlı bir şekilde çoğaltılmasına yol açar.

Sonuç:

Sonuç olarak, çok eksenli işleme merkezleri ile birlikte kontrollü lazer enerjisi dağıtımını kullanan fotonik CNC, minyatürleştirilmiş optiklerin hassas serbest biçimli üretimi için çok önemli bir teknik olarak ortaya çıkmıştır. Takım aşınması ve karmaşık geometriler üzerindeki kısıtlamalar gibi geleneksel elmas tornalama sınırlamalarının üstesinden gelerek, malzemelerin gerçek üç boyutlu şekillendirilmesi artık mümkün.

Lazer mikro işlemeyi hat içi dalga önü metrolojisi ile birleştirmek, üretim çalışmaları sırasında kendi kendini düzeltme ve kararlılık için uygun bir yol sağlar. Gerçek zamanlı geri bildirim, anomalileri ortaya çıkarırken tasarımdan dinamik sapmaların telafi edilmesini sağlar. Bu kapalı döngü kontrolü, işleme sonrası parlatma çabalarında çarpıcı azalmalara yol açar.

İleriye dönük olarak, gelişmiş temassız metroloji araçlarının makine öğrenimi algoritmalarıyla birlikte daha sıkı entegrasyonu, süreç verimliliğini ve hata önleme yeteneklerini daha da artırma vaadinde bulunuyor. Lazer şekillendirmeyi maske tabanlı paralel litografik adımlarla birleştiren hibrit sistemler de fotonik devrelerin verimini hızlandırma potansiyeline sahiptir.

Genel olarak, CNC lazerlerin analitik ile entegrasyonu yoluyla sağlanan esnek malzeme işleme yetenekleri ve kalite güvenceleri, artırılmış gerçeklik, kuantum teknolojileri, biyo fotonik ve güneş fotovoltaikleri dahil olmak üzere birçok sektörde yeni nesil kompakt teknolojilerin geliştirilmesi için tercih edilen teknik olarak foton güdümlü üretimi müjdelemektedir. Kısa darbeli lazer kaynakları ve çok eksenli nano işleme alanındaki yenilikler hassas 3D üretimin sınırlarını zorlamaya devam ettikçe gelecek parlak olmaya devam ediyor

SSS:

S: Fotonik işleme için yaygın olarak ne tür lazerler kullanılır?

C: Plastikler ve karbon fiber kompozitler gibi malzemeler için kızılötesi CO2 lazerler. Daha kısa dalga boylu fiber ve YAG lazerler metaller için uygundur. Ultrashort pulse lazerler, yarı iletkenler ve optik kristaller gibi termal olarak hassas malzemelerin yüksek hassasiyette ablasyonunu sağlar.

S: Fotonik işleme ile ne kadar hassasiyet elde edilebilir?

C: Entegre metroloji geri bildirimi ile 150 mm'ye kadar büyüklükteki yapılar için rutin olarak mikron altı toleranslar elde edilmektedir. Lazer sistemlerinin konumlandırma tekrarlanabilirliği, mikro ve nanofabrikasyona olanak tanıyan 10nm'den daha iyidir. 1nm RMS'nin altında yüzey kalitesi elde edilebilir.

S: Hangi malzemelerin lazerler kullanılarak işlenmesi zordur?

C: Yakın kızılötesinde emilim, erimiş silika, kuvars ve safir gibi malzemeler için zayıftır. Burada ultraviyole lazerler veya çok fotonlu polimerizasyon gibi doğrusal olmayan süreçler kullanılır. Bakır ve gümüş gibi yüksek termal iletkenliğe sahip metaller de ultra kısa darbe rejimleri gerektirir.

S: Lazer CNC merkezleri nasıl çalışır?

C: Programlanmış bir lazer ışını, çok eksenli aşamalara sabitlenmiş bir iş parçası boyunca galvanometre aynaları kullanılarak taranır. Senkronize hareket ve lazer kontrolü konturlamayı kolaylaştırır. Entegre sensörler, geri bildirim tabanlı optimizasyon için kaliteyi doğrular.

S: Hangi uygulamalar fotonik işleme gerektirir?

C: Serbest biçimli yansıtıcı ve kırıcı optikler, biyomedikal implantlar, mikroelektromekanik sistemler, entegre fotonik çipler, tüketici elektroniği bileşenleri, mikro-optik seri üretim kalıpları, karmaşık tasarımların hızlı prototiplenmesinde esnekliklerden yararlanır.