ليزر الأشعة الزرقاء "يطير إلى منازل الناس العاديين"
كنوع من أسلوب الحياة، كانت صناعة المجوهرات المصنوعة يدويًا شائعة في أوروبا وأمريكا لفترة طويلة. استخدامالليزر الأزرق للنقش بالليزر ووضع العلامات، والقطع سوق ناشئة هامة بالنسبة لها.
خاصة منذ تفشي الوباء، أصبح الوقت الذي يقضيه الجميع في المنزل أطول، كما أن الطلب على السلع الاستهلاكية المنزلية يتزايد أيضًا. في البلدان الأجنبية، كان الناس يرغبون في القيام بالإبداع العملي، لذلك تطور أيضًا سوق DIY القائم على الليزر الأزرق، والآن تؤثر هذه الموجة أيضًا على الصين.
في الصين، تغلغلت عادة الأعمال اليدوية من المتحمسين الأوائل في جميع جوانب حياة جيل الشباب، والمجوهرات والملابس والديكورات المنزلية التي تصنعها بنفسك نيابة عن جمالية المالك واهتمامه.
يُذكر أن مبدأ النقش والنقش والقطع بالليزر الأزرق هو استخدام اتجاه الليزر العالي وكثافته العالية، من خلال النظام البصري لتركيز شعاع الليزر على الجزء العلوي من العناصر المعالجة، بحيث يكون سطح تتعرض العناصر المصنعة لطاقة حرارية قوية وترتفع درجة حرارتها بشكل كبير، بحيث ترتفع درجة حرارتها بسبب ارتفاع درجة الحرارة وتذوب أو تتبخر بسرعة. يتم بعد ذلك استخدام شعاع الليزر جنبًا إلى جنب مع مسار رأس الليزر لتحقيق نقش DIY يعتمد على الليزر والمزيد.
"في النقش بالليزر والتطبيقات الأخرى، يمكن تطبيق الليزر الأزرق على عدد كبير جدًا من المواد، على سبيل المثال، ينطبق على مجموعة متنوعة من المعادن والخشب أو نرتدي عادةً أقمشة الملابس وأنواع مختلفة من الهدايا، والتي عليها رموز خاصة وقال تشنغ يون تشيانغ، مدير التسويق في الشركة: "إنها محفورة، مما سيجعل هذه العناصر تبدو ذات معنى أكبر".عمواس أوسرام.
بالمقارنة مع مصادر الضوء الأخرى، تسمح أشعة الليزر ذات الضوء الأزرق بأبعاد بصرية أو نظامية أصغر، فضلاً عن انخفاض تكاليف النظام. ولذلك فإن استخدام النقش والنقش والقطع بالليزر بالضوء الأزرق مناسب بشكل مثالي لسوق المستهلكين الذين يقومون بالأعمال اليدوية، الأمر الذي يتطلب تكاليف نظام أعلى وأبعاد أعلى للنظام.
مستقبل الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد باللون الأزرق
"وبالطبع، مع نضج التكنولوجيا، سيتم استخدام الليزر الأزرق أكثر فأكثر في السوق الصناعية."
وخاصة المعدنالطباعة ثلاثية الأبعاد.
يُذكر أنه من المتوقع أن تحقق تقنية الليزر الأزرق، والتي هي قيد التطوير حالياً، سرعات طباعة أسرع، ودقة طباعة أعلى، وجودة طباعة أفضل في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد.
ويرجع ذلك على وجه التحديد إلى أن الخصائص الفيزيائية الأساسية للمعادن تحدد قدرتها على امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي، كما أن المعادن المهمة في عشرات التطبيقات الصناعية تمتص الضوء الأزرق بقوة أكبر بكثير من ضوء الأشعة تحت الحمراء. يمتص النحاس، على وجه الخصوص، الضوء الأزرق 13 مرة أكثر من ضوء الأشعة تحت الحمراء.
الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد هي، في جوهرها، لحام مستمر على نطاق صغير، حيث يكون المسحوق المعدني معادلاً للحام. يمتص المسحوق المعدني طاقة الليزر ويذوب، ويربطه بالمادة المجاورة. تعتبر الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد جذابة لأن الليزر مناسب بشكل فريد لعدد من التطبيقات - مثل قدرته على توصيل الطاقة بمرونة وبدون تلامس إلى مواقع محددة.
تشكل المعادن شديدة الانعكاس مثل النحاس والذهب وسبائك الألومنيوم تحديين أمام الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر بالأشعة تحت الحمراء:
أولاً، عند صهر المساحيق المعدنية باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء عالي الكثافة، يتم تبخير جزيئات المسحوق الأصغر بكميات كبيرة، الأمر الذي يتطلب إعادة ترسيب متحكم فيها للجزيئات المتبخرة؛
ثانيًا، إذا تم استخدام الليزر الحلقي، فسيتم إهدار الكثير من الطاقة في التسخين المسبق للمسحوق قبل تطبيق الليزر.
نظرًا لأن معظم المعادن تمتص أشعة الليزر الزرقاء، فإنها تتطلب طاقة أقل لتحقيق تجمع ذوبان متحكم فيه وتقليل التبخر. ونتيجة لذلك، يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر ذات الضوء الأزرق طباعة أجزاء معدنية أكثر كثافة بكثافة طاقة أقل مقارنة بالليزر بالأشعة تحت الحمراء.
في العام الماضي فقط، أعلنت شركة Essentium المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد وشركة NUBURU المتخصصة في الليزر الصناعي عن شراكة لتطوير طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد جديدة تعتمد على الليزر الأزرق، وتم تسليم أولى التسليمات في يونيو من هذا العام. تم تصميم الجهاز الجديد لتمكين التصنيع عالي الدقة والإنتاجية العالية للأجزاء المعدنية الصناعية، وسيتم تطويره بموجب اتفاقية "متعددة السنوات وملايين الدولارات". ووفقا للشركاء، سيكون النظام مناسبا لمجموعة متنوعة من الصناعات الرئيسية، بما في ذلك السيارات والفضاء والدفاع.
الابتكار والاختراقات
في عام 2017، تم إطلاق أول ليزر أزرق ذو صلة بالصناعة. وسرعان ما أثبتت أنها مناسبة بشكل فريد لمعالجة المواد.
أدى النمو المستمر في كثافة الطاقة التي يمكن تحقيقها بواسطة ليزر الضوء الأزرق إلى نمو مماثل في نطاق التطبيقات التي يمكنها التعامل معها، وقد توسعت هذه النطاقات على طول الطريق من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى تصنيع البطاريات، إلى النقل الإلكتروني، وما بعده. مع الاستفادة من كل مساحة من مساحات التطبيقات هذه من الخصائص الفيزيائية الأساسية للضوء الأزرق وميزات تصميم الليزر لتحقيق مستويات غير مسبوقة من الإنتاجية.
بشكل عام، يعتمد اعتماد ليزر الضوء الأزرق على خاصيتين رئيسيتين: الخصائص الفيزيائية الأساسية للامتصاص وتصميم أشعة الليزر التي توفر كثافات طاقة عالية.
إن التركيز المتزايد على الطاقة النظيفة يقود إنتاج بطاريات الليثيوم أيون لتخزين الطاقة المحمولة عالية الكثافة.
تعد المعالجة الصناعية للمادة المعدنية النحاسية ذات أهمية خاصة لتسهيل الوصول إلى بطاريات الليثيوم أيون بشكل كامل. ومع ذلك، فإن جميع المواد جيدة التوصيل تنقل الحرارة أيضًا، مما يجعل من الصعب، بالإضافة إلى الانعكاسية العالية للنحاس، توفير طاقة كافية لإذابة النحاس بطريقة خاضعة للرقابة.
إن مثل هذه التحديات هي التي تجعل الليزر الأزرق متميزًا في تطبيقات معالجة المواد الصناعية.
منذ طرحها في عام 2017، تحسنت أيضًا مواصفات أجهزة الليزر الصناعية ذات الضوء الأزرق بسرعة، مع زيادة سريعة في المقاييس الرئيسية مثل قوة الليزر وسطوعه لتوسيع نطاق تطبيقاتها. تم استخدام ليزر الضوء الأزرق المبكر في الغالب في تصنيع البطاريات، وقد سمحت التطورات التكنولوجية العديدة بدمج ليزر الضوء الأزرق مع أنظمة المسح الصناعية لتحسين جودة وكفاءة معالجة الليزر، وبالتالي تعزيز تطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية. وقد عززت هذه التطبيقات بدورها تطوير عمليات الانضمام لمكونات المركبات الكهربائية واستخدامها في التطبيقات الفضائية والطبية.
باعتبارها شركة رائدة في مجال توفير الحلول البصرية في الصناعة، تلعب Emmaus OSRAM دورًا "تأسيسيًا" و"قياديًا" في تطوير الليزر الأزرق. "لأخذ الليزر الأزرق عالي الطاقة كمثال، قمنا بإطلاق مجموعتين (TO56 و TO90) من منتجات الليزر الأزرق (كما هو موضح في الصورة أعلاه)، بقدرة ضوئية تتراوح من 2 وات إلى 5 وات، وجميعها عبارة عن عبوات محكمة الغلق مع أعلى مستوى من الموثوقية في الصناعة،" قدم Zheng Yunqiang.
تعد حزمة TO56، PLPT5 447KA، الخيار الأمثل للمنتجات متوسطة الطاقة. تحتوي على فتحة صغيرة للغاية باعثة للضوء تبلغ 15 ميكرومتر فقط، والتي توفر أداء شعاع من الدرجة الأولى وهي مثالية للتطبيقات التي تتطلب الاقتران بأدلة الموجات الضوئية أو الألياف الضوئية أو كثافة الطاقة الضوئية العالية.
تعد حزمة TO90، PLPT9 450LB_E، منتجًا عالي الكثافة للطاقة الضوئية مع طاقة بصرية قصوى تصل إلى 5 وات، والتي توفر أفضل مقاومة حرارية وأداء، بما في ذلك حماية ESD، وهي أيضًا مناسب للتطبيقات الصناعية (غير السيارات) ذات كثافة الطاقة الضوئية العالية.
وفي الوقت نفسه، لم يتوقف التعاون بين Emmaus OSRAM وسلسلة الصناعة في المراحل الأولية والنهائية أبدًا.
في ديسمبر الماضي، قامت شركة Convergent Photonics، وهي شركة مصنعة لوحدات الليزر، بتطوير أحدث وحدات الليزر الخاصة بها استنادًا إلى صمامات ليزر زرقاء جديدة مقاس 445 نانومتر من شركة Emmaus OSRAM في حزم CoS، والتي تعتبر مناسبة بشكل مثالي للتطبيقات الصناعية عالية الطاقة والتطبيقات الطبية متوسطة الطاقة.
في وقت سابق من هذا العام في شهر يناير، أعلنت شركة Crytur، الشركة العالمية الرائدة في مجال تصنيع الحلول البصرية والأجهزة البصرية، أن أحدث وحدة ليزر MonaLIGHT الخاصة بها تعتمد على صمام ثنائي ليزر أزرق PLPT9 450LB_E من Emmaus Osram.
يُقال إن الوحدة قادرة على تقديم شدة ضوء قصوى لا يمكن تحقيقها باستخدام تقنية LED تصل إلى 7000أقراص مضغوطة، مع كفاءة تحويل كهروضوئية لا تقل عن 80 لومن/واط عند تدفق ضوئي يبلغ 1100 لومن.
ويتوسع هذا التعاون والابتكار جنبًا إلى جنب مع مشهد تطبيق الليزر الأزرق.
