เทคโนโลยีการผลิตด้วยเลเซอร์คือการบรรลุผลการประมวลผลวัสดุโดยการทำงานร่วมกันระหว่างพลังงานสูงของเลเซอร์และวัสดุ การกลายเป็นไอ การระเหย และการดัดแปลงวัสดุ ปัจจุบัน การประมวลผลด้วยเลเซอร์กำลังเข้าสู่อุตสาหกรรมต่างๆ อย่างรวดเร็ว และยังคงถูกครอบงำด้วยการแปรรูปวัสดุโลหะ ซึ่งใช้พื้นที่มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของแอปพลิเคชันการประมวลผลด้วยเลเซอร์ทั้งหมด เนื่องจากเหล็ก ทองแดง อะลูมิเนียม และโลหะผสมที่เกี่ยวข้องและโลหะอื่นๆ เป็นวัสดุที่มีความแข็ง เอฟเฟกต์ของเลเซอร์จึงดีกว่า ดังนั้นจึงง่ายต่อการใช้การประมวลผลด้วยเลเซอร์ สำหรับการตัดและเชื่อมโลหะด้วยเลเซอร์ทั่วไป อาจจำเป็นต้องเข้าใจพลังงานแสงที่สอดคล้องกันเท่านั้น และข้อกำหนดการวิจัยสำหรับการประมวลผลจะไม่เข้มงวดมากนัก
อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง มีวัสดุที่ไม่ใช่โลหะจำนวนมากที่ใช้ในการดำรงชีวิตและในการผลิตระดับไฮเอนด์ เช่น วัสดุอ่อน วัสดุเทอร์โมพลาสติก วัสดุที่ไวต่อความร้อน วัสดุเซรามิก วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ และวัสดุที่เปราะ เช่น แก้ว หากต้องแปรรูปวัสดุเหล่านี้ด้วยเลเซอร์ ข้อกำหนดสำหรับธรรมชาติของลำแสง ระดับการระเหย และการควบคุมการแตกหักของวัสดุจะเข้มงวดมาก และมักจะจำเป็นเพื่อให้ได้การประมวลผลที่ละเอียดเป็นพิเศษ แม้แต่ในระดับไมโครนาโน ระดับ. การใช้เลเซอร์อินฟราเรดทั่วไปมักให้ผลลัพธ์ได้ยาก ดังนั้นเลเซอร์ยูวีเป็นทางเลือกที่เหมาะสมมาก
เทคโนโลยีเลเซอร์ UV สำหรับการใช้งานต่างๆ
เลเซอร์ UV เป็นลำแสงเอาท์พุตที่อยู่ในสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งเป็นแสงที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เลเซอร์ยูวีอุตสาหกรรมทั่วไปในปัจจุบันคือเลเซอร์ยูวีคริสตัลแข็งและเลเซอร์ยูวีแก๊สสองชนิด เลเซอร์ออลโซลิดสเตตแบบอินฟราเรดสามส่วนสามารถรับเอาต์พุตเลเซอร์ UV ความยาวคลื่นมากกว่า 355 นาโนเมตร และความกว้างของพัลส์ได้รับการพัฒนาจากระดับนาโนวินาทีถึงพิโควินาทีได้สำเร็จ เลเซอร์ UV แบบแก๊สโดยทั่วไปคือเลเซอร์ excimer ซึ่งสามารถใช้เป็นหลักสำหรับการผ่าตัดตา การผลิตภาพพิมพ์ด้วยชิป และอื่นๆ ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ไฟเบอร์เลเซอร์ได้ค่อยๆ พัฒนาผลิตภัณฑ์ในย่านรังสียูวีด้วย โดยไฟเบอร์เลเซอร์แบบ picosecond UV เป็นตัวแทนมากที่สุด
เนื่องจากเลเซอร์ UV ในการสูญเสียความร้อนจากการแปลงความถี่ ต้นทุนยังคงสูง ในปัจจุบันจะทำพลังงานสูงขึ้น หรือมีปัญหาบางอย่าง เลเซอร์ UV มักจะถูกพิจารณาว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสงเย็น ดังนั้นการประมวลผลด้วยเลเซอร์ UV จึงเรียกอีกอย่างว่าการประมวลผลแบบเย็น ซึ่งเหมาะมากสำหรับการแปรรูปวัสดุที่เปราะ
การประมวลผลด้วยเลเซอร์ UV ของวัสดุที่เปราะบางทั่วไป
แก้วเป็นวัสดุที่ใช้ในการดำรงชีวิตในปริมาณมาก ตั้งแต่แก้วน้ำ แก้วไวน์ ภาชนะไปจนถึงเครื่องประดับแก้ว การทำลวดลายบนแก้วมักเป็นปัญหา การประมวลผลแบบดั้งเดิมมักส่งผลให้แก้วเสียหายในอัตราสูง เลเซอร์ UV เหมาะมาก สำหรับการทำเครื่องหมายพื้นผิวกระจก, การทำแพทเทิร์น และสามารถทำการผลิตที่ละเอียดเป็นพิเศษได้ การทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ UV เพื่อชดเชยความแม่นยำในการประมวลผลก่อนหน้านี้ไม่สูง ปัญหาในการทำแผนที่ ความเสียหายต่อชิ้นงาน มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และข้อบกพร่องอื่น ๆ ด้วยข้อได้เปรียบในการประมวลผลที่ไม่เหมือนใครเพื่อเป็นผลิตภัณฑ์แก้วที่ชื่นชอบในการประมวลผล โดยแก้วไวน์ ของขวัญงานฝีมือ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่รวมอยู่ในเครื่องมือการประมวลผลที่จำเป็น
วัสดุเซรามิกมีการใช้ในปริมาณมากในการก่อสร้าง ต่อเรือ ของตกแต่ง ฯลฯ แต่ความจริงแล้ว เซรามิกส์ยังถูกนำไปใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อีกหลายอย่าง เช่น แผ่นปิดหลังเซรามิกที่เปิดตัวไปก่อนหน้านี้สำหรับธุรกิจโทรศัพท์มือถือ เซรามิกแทรก พื้นผิวเซรามิก ฐานบรรจุภัณฑ์เซรามิก แผ่นปิดเซรามิกสำหรับระบบระบุลายนิ้วมือ ฯลฯ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการสื่อสารเคลื่อนที่ การสื่อสารด้วยแสง และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ยิ่งชิ้นส่วนเซรามิกเหล่านี้ทำขึ้นอย่างละเอียดอ่อนมากขึ้น การใช้การตัดด้วยเลเซอร์ UV จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดในปัจจุบัน เลเซอร์ UV สำหรับความแม่นยำในการประมวลผลแผ่นเซรามิกบางประเภทนั้นสูงมาก จะไม่ทำให้เซรามิกแตกเป็นเสี่ยง และการขึ้นรูปไม่จำเป็นต้องมีการเจียรรอง อนาคตจะมีการใช้งานมากขึ้น
การตัดแผ่นเวเฟอร์ด้วยเลเซอร์ UV: พื้นผิวแซฟไฟร์มีความแข็ง ล้อมีดทั่วไปตัดได้ยาก และสึกหรอ ผลผลิตต่ำ ช่องตัดมากกว่า 30 μm ไม่เพียงลดการใช้พื้นที่ แต่ยังลดเอาต์พุตของ ผลิตภัณฑ์. ขับเคลื่อนโดยอุตสาหกรรม LED สีน้ำเงิน-ขาว ความต้องการในการตัดแผ่นเวเฟอร์ของซับสเตรตแซฟไฟร์เพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและอัตราการรับรองผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เวเฟอร์ตัดด้วยเลเซอร์ UV สามารถตัดได้แม่นยำสูง รอยตัดเรียบ และให้ผลผลิตสูงกว่ามาก
การตัดควอตซ์เป็นปัญหาที่ยากเสมอในอุตสาหกรรม ในวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิมที่ใช้บ่อยที่สุดคือ "ใบเลื่อยหินเพชร" นั่นคือผ่านวิธีการ "แข็ง" ในการประมวลผล ควอตซ์เปราะมาก การประมวลผลทำได้ยากมาก และใบเลื่อยหินขัดเหล็กทองก็สิ้นเปลือง
เลเซอร์ UV มีความแม่นยำสูงสุด ±0.02 มม. ซึ่งสามารถรับประกันความต้องการการตัดที่แม่นยำได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อเผชิญกับการตัดแบบควอตซ์ การควบคุมพลังงานที่แม่นยำสามารถทำให้พื้นผิวการตัดเรียบมาก และความเร็วจะเร็วกว่าการประมวลผลแบบแมนนวลมาก สามารถปรับพารามิเตอร์ได้อย่างแม่นยำด้วยคอมพิวเตอร์ผ่านจอแสดงผลดิจิตอลเต็มรูปแบบ ซึ่งใช้งานง่ายกว่าและเริ่มต้นได้ยากกว่าการตัดด้วยมือ
