Modhanna Táthúcháin do Mhicrichodanna agus do Pháirteanna Beaga Is modh táthúcháin éifeachtach agus beacht é táthú léasair a úsáideann bhíoma léasair ard-dlúis fuinnimh mar fhoinse teasa. Tá sé ar cheann de na feidhmeanna tábhachtacha de theicneolaíocht próiseála ábhar léasair. Sna 1970idí, úsáideadh é den chuid is mó chun ábhair bhallaí tanaí agus táthú ísealluais a tháthú, agus ba leis an gcineál seoltachta teasa a bhain an próiseas táthúcháin. Go sonrach, téann radaíocht léasair dromchla an phíosa oibre, agus scaipeann an teas ar an dromchla isteach trí sheoladh teirmeach. Trí pharaiméadair ar nós leithead, fuinneamh, buaicchumhacht, agus minicíocht athrá bíoga léasair a rialú, leáitear an píosa oibre chun linn leáite ar leith a fhoirmiú. Mar gheall ar a bhuntáistí uathúla, cuireadh i bhfeidhm go rathúil é ar an...táthú beachtais páirteanna micrea agus beaga.Tá teicneolaíocht táthú léasair na Síne ar cheann de na leibhéil is airde ar domhan. Tá an teicneolaíocht agus an cumas aici comhpháirteanna cóimhiotail tíotáiniam casta a fhoirmiú os cionn 12 mhéadar cearnach ag baint úsáide as léasar, agus cuireadh i bhfeidhm í i ndéantúsaíocht fréamhshamhlacha agus táirgí i roinnt tionscadal taighde eitlíochta intíre. I mí Dheireadh Fómhair 2013, bhuaigh saineolaí táthú Síneach Duais Brook, an gradam acadúil is airde i réimse an táthú, rud a dheimhnigh leibhéal táthú léasair den scoth na Síne.
## Stair Forbartha Gineadh an chéad bhíoma léasair ar domhan sa bhliain 1960 trí chriostail ruby a spreagadh le lampa splanc. Teoranta ag acmhainn theirmeach an chriostail, ní fhéadfadh sé ach bhíomaí cuisle an-ghearr a tháirgeadh le minicíocht íseal. Cé gur féidir le fuinneamh buaic na cuisle meandrach suas le 10^6 vata a bhaint amach, bhain sé fós le haschur ísealfhuinnimh. Is féidir le slat chriostail gairnéad alúmanaim itriam dópáilte le neoidimiam, le neoidimiam (Nd) mar an eilimint spreagtha, bhíoma léasair leanúnach aon-thonnfhaid a ghiniúint le cumhacht 1-8KW. Is féidir an léasar YAG, le tonnfhad 1.06μm, a nascadh leis an gceann próiseála léasair trí shnáithín optúil solúbtha, a bhfuil leagan amach trealaimh solúbtha agus oiriúnacht aige chun píosaí oibre a tháthú le tiús 0.5-6mm. Is féidir leis an léasar CO₂, ag baint úsáide as dé-ocsaíd charbóin mar spreagthóir (le tonnfhad 10.6μm), fuinneamh aschuir suas le 25KW a bhaint amach agus táthú lán-threáite aon-phas de phlátaí 2mm tiubh a bhaint amach. Úsáideadh go forleathan é i bpróiseáil miotail san earnáil thionsclaíoch. I lár na 1980idí, tharraing táthú léasair, mar theicneolaíocht nua, aird fhorleathan san Eoraip, sna Stáit Aontaithe, agus sa tSeapáin. I 1985, chomhoibrigh ThyssenKrupp Steel AG (an Ghearmáin) agus Volkswagen AG (an Ghearmáin) chun an chéad bhán táthaithe léasair ar domhan a ghlacadh go rathúil ar chorp an Audi 100. Sna 1990idí, thosaigh monaróirí móra gluaisteán san Eoraip, i Meiriceá Thuaidh, agus sa tSeapáin ag úsáid theicneolaíocht bhán táthaithe léasair go forleathan i ndéantúsaíocht chomhlachtaí gluaisteán. Tá taithí phraiticiúil ó shaotharlanna agus ó mhonaróirí gluaisteán araon tar éis a chruthú gur féidir bánáin táthaithe léasair a chur i bhfeidhm go rathúil i dtáirgeadh comhlachtaí gluaisteán. Úsáideann táthú oiriúnaithe léasair fuinneamh léasair chun roinnt cruach, cruach dhosmálta, cóimhiotail alúmanaim, etc., le hábhair, tiús agus bratuithe éagsúla a splaiseadh agus a tháthú go huathoibríoch i bpláta, próifíl nó painéal ceapaire comhtháite. Comhlíonann sé seo riachtanais fheidhmíochta ábhair éagsúla na gcomhpháirteanna, agus baintear amach trealamh éadrom leis an meáchan is éadroime, an struchtúr is fearr agus an fheidhmíocht is fearr. I dtíortha forbartha ar nós na hEorpa agus na Stát Aontaithe,táthú léasairNí hamháin go n-úsáidtear é sa tionscal déantúsaíochta trealaimh iompair ach cuirtear i bhfeidhm go forleathan é freisin i réimsí ar nós tógála, droichid, táirgeadh táthú pláta fearas tí, agus táthú pláta cruach i línte rollta (nasc pláta i rolladh leanúnach). I measc na bhfiontar táthú léasair aitheanta ar fud an domhain tá Soudonic (an Eilvéis), ArcelorMittal Group (an Fhrainc), ThyssenKrupp TWB (an Ghearmáin), Servo-Robot (Ceanada), agus Precitec (an Ghearmáin). Tá tús curtha le cur i bhfeidhm na teicneolaíochta bán táthaithe léasair sa tSín díreach anois. Ar 25 Deireadh Fómhair, 2002, cuireadh an chéad líne táirgthe tráchtála ghairmiúil sa tSín do bhán táthaithe léasair i bhfeidhm go hoifigiúil. Tugadh isteach é ag Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding ó ThyssenKrupp TWB (an Ghearmáin). Ina dhiaidh sin, cuireadh Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., agus fiontair eile i dtáirgeadh ina dhiaidh sin. Sa bhliain 2003, thuig tíortha coigríche an táthú sreinge líonta léasair CO₂ dé-bhíoma agusTáthú sreinge líonta léasair YAGdon struchtúr painéil bhalla íochtarach cóimhiotal alúmanaim A318. Tháinig an teicneolaíocht seo in ionad an struchtúir thraidisiúnta ribeach, ag laghdú meáchan fhiúsáiste an aerárthaigh faoi 20% agus ag sábháil 20% den chostas. Chreid Gong Shuili go mbeadh ról suntasach ag teicneolaíocht táthú léasair i gclaochlú agus in uasghrádú thionscal déantúsaíochta eitlíochta traidisiúnta na Síne. Chuir sé isteach láithreach ar roinnt tionscadal réamh-thaighde gaolmhara, d'eagraigh sé foireann taighde, agus ghlac sé ceannasaíocht maidir le teicneolaíocht “táthú léasair dúbailte-bhíoma” a thabhairt isteach i dtionscadail taighde sa tSín. Ón tús, bhí sé beartaithe aige an teicneolaíocht seo a chur i bhfeidhm ar mhonarú aerárthaí. Thuairiscigh an fhoireann saineolaithe Síneach an teicneolaíocht réamhchéime d'institiúid deartha aerárthaí agus chuir siad buntáistí agus indéantacht táthú léasair dúbailte-bhíoma chun cinn. Tar éis fíoruithe agus meastóireachtaí iomadúla, chinn an institiúid deartha an teicneolaíocht seo a chur i bhfeidhm ar mhonarú painéal balla ribeach d'aerárthach áirithe, ag baint amach an sprioc tosaigh maidir le teicneolaíocht “táthú léasair dúbailte-bhíoma” a chur i bhfeidhm ar mhonarú aerárthaí. Bhris sé trí theicneolaíochtaí tábhachtacha amhail rialú beacht ar shreang líonta táthú léasair le haghaidh cóimhiotail éadroma, d'fhorbair sé gléas táthú hibrideach sreinge líonta léasair dé-bhíoma comhtháite agus nuálach, bhunaigh sé an chéad ardán táthú sreinge líonta léasair dé-bhíoma ardchumhachta sa tSín, thuig sé táthú sioncrónach dé-bhíoma agus déthaobhach T-hailt i struchtúir mhóra tanaí-bhalla, agus chuir sé i bhfeidhm go rathúil é i ndéantúsaíocht táthú páirteanna struchtúracha tábhachtacha de phainéil bhalla ribeacha eitlíochta den chéad uair, ag imirt ról tábhachtach i bhforbairt aerárthaí nua na Síne. Sa bhliain 2003, rith an chéad tacar iomlán trealaimh táthú stiall ar líne ar scála mór intíre arna sholáthar ag HG Laser an glacadh as líne. Comhtháthaíonn an trealamh seo gearradh léasair, táthú agus cóireáil teasa, rud a fhágann gurb é HG Laser ceann de na ceathrú fiontar ar domhan atá in ann trealamh den sórt sin a tháirgeadh. Sa bhliain 2004, bhuaigh an tionscadal “Teicneolaíocht agus Trealamh Próiseála Gearrtha Léasair Ardchumhachta, Táthú agus Gearradh-Táthú Comhcheangailte” le HG Laser Farley Laserlab an Dara Duais de Ghradam Náisiúnta Dul Chun Cinn Eolaíochta agus Teicneolaíochta, rud a fhágann gurb é an t-aon fhiontar léasair sa tSín é a bhfuil cumas T&F na teicneolaíochta agus an trealaimh seo aige. Le forbairt thapa thionscal an léasair thionsclaíoch, tá riachtanais níos airde curtha chun cinn ag an margadh maidir le teicneolaíocht próiseála léasair. Tá teicneolaíocht léasair tar éis aistriú de réir a chéile ó fheidhmchlár aonair go feidhmeanna éagsúlaithe. Maidir le próiseáil léasair, níl sé teoranta a thuilleadh do ghearradh nó táthú aonair. Tá an t-éileamh sa mhargadh ar threalamh próiseála léasair comhtháite a chomhcheanglaíonn gearradh agus táthú ag méadú, agus dá bhrí sin tá trealamh gearrtha agus táthú léasair comhtháite tagtha chun cinn. D'fhorbair HG Laser Farley Laserlab an meaisín gearrtha agus táthú comhtháite Walc9030, le formáid thar a bheith mór de 9 × 3 méadar, arb é an trealamh gearrtha agus táthú léasair comhtháite formáide is mó ar domhan faoi láthair. Is trealamh gearrtha agus táthú formáide mór é an Walc9030 a chomhtháthaíonnfeidhmeanna gearrtha léasair agus táthú léasairTá ceann gearrtha gairmiúil agus ceann táthúcháin feistithe air, agus roinneann an dá cheann próiseála aon bhíoma amháin. Cinntíonn teicneolaíocht rialaithe uimhriúil nach gcuireann siad isteach ar a chéile. Is féidir leis an trealamh dhá phróiseas a chríochnú a éilíonn gearradh agus táthú ag an am céanna. Is féidir leis aistriú go saor idir gearradh ar dtús agus ansin táthú, nó táthú ar dtús agus ansin gearradh, ag baint amach feidhmeanna gearrtha léasair agus táthúcháin le trealamh amháin gan gá le trealamh breise. Sábhálann sé seo costais trealaimh do mhonaróirí feidhmchlár, feabhsaíonn sé éifeachtúlacht próiseála agus raon próiseála. Thairis sin, mar gheall ar chomhtháthú gearrtha agus táthúcháin, ráthaítear cruinneas na próiseála go hiomlán, agus tá feidhmíocht an trealaimh éifeachtach agus cobhsaí. Ina theannta sin, tá sé tar éis deacrachtaí dífhoirmithe teirmeach plátaí a shárú le linn táthú oiriúnaithe plátaí thar a bheith mór agus tá sé tar éis cosáin optúla eitilte thar a bheith fada a bhaint amach go cobhsaí. Is féidir leis dhá phláta cothroma 6 mhéadar ar fhad agus 1.5 méadar ar leithead a tháthú ag an am céanna, agus tá an dromchla táthaithe réidh agus cothrom gan iarphróiseáil bhreise. Ag an am céanna, is féidir leis plátaí a ghearradh le leithead 3 mhéadar, fad níos mó ná 6 mhéadar, agus tiús níos lú ná 20mm in aon phróiseas foirmithe amháin gan suíomh tánaisteach. Rinne Institiúid Uathoibrithe Shenyang, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, comhoibriú idirnáisiúnta le IHI Corporation (an tSeapáin). Ag leanúint na straitéise forbartha eolaíche agus teicneolaíoch náisiúnta maidir le “tabhairt isteach, díleá, ionsú agus athnuálaíocht”, sháraigh sé roinnt teicneolaíochtaí tábhachtachatáthú léasair, d'fhorbair siad an chéad sraith iomlán de línte táirgeachta táthú léasair saincheaptha sa tSín i Meán Fómhair 2006, agus d'fhorbair siad córas táthú léasair róbatach go rathúil, ag baint amach táthú léasair ar chuar plánacha agus spásúla. I mí Dheireadh Fómhair 2013, bhuaigh saineolaí táthú Síneach Duais Brook, an gradam acadúil is airde i réimse an táthú. Molann agus ainmníonn an Institiúid Táthú (TWI, an Ríocht Aontaithe) iarrthóirí gach bliain ó níos mó ná 4,000 aonad ball i níos mó ná 120 tír, agus ar deireadh bronnann siad an gradam seo ar shaineolaí amháin mar aitheantas ar a gcuid ranníocaíochtaí den scoth le heolaíocht agus teicneolaíocht an táthú nó an chomhcheangail agus a fheidhmchláir thionsclaíoch. Ní hamháin gur aitheantas é an gradam seo do Gong Shuili agus a fhoireann ach dearbhaíonn sé freisin ról AVIC i gcur chun cinn na teicneolaíochta comhcheangail ábhar.
## Paraiméadair Struchtúracha
### Trealamh Oibre Tá sé comhdhéanta d'ascaltóir optúil agus meán atá suite idir na scátháin ag an dá cheann de chuas an ascaltóra. Nuair a spreagtar an meán go staid ardfhuinnimh, tosaíonn sé ag giniúint tonnta solais in-chéim, a léiríonn ar ais agus amach idir na scátháin ag an dá cheann, ag cruthú éifeacht nasctha fótaileictreach. Aimplíonn sé seo na tonnta solais, agus nuair a fhaightear dóthain fuinnimh, astaítear an léasar. Is féidir léasar a shainmhíniú freisin mar fheiste a thiontaíonn foinsí fuinnimh phríomhúla amhail fuinneamh leictreach, fuinneamh ceimiceach, fuinneamh teirmeach, fuinneamh solais, nó fuinneamh núicléach ina bhíomaí radaíochta leictreamaighnéadaí de mhinicíochtaí optúla sonracha (solas ultraivialait, solas infheicthe, nó solas infridhearg). Is féidir an tiontú seo a dhéanamh go héasca i meáin sholadacha, leachtacha, nó gásacha áirithe. Nuair a spreagtar na meáin seo i bhfoirm adamh nó móilíní, táirgeann siad bhíoma solais leis an gcéim chéanna beagnach agus beagnach tonnfhad aonair - léasar. Mar gheall ar a airí in-chéim agus a thonnfhad aonair, tá an uillinn diallta an-bheag, agus is féidir é a tharchur thar achar fada sula ndéantar é a chomhchruinniú go mór chun feidhmeanna a sholáthar amhail táthú, gearradh, agus cóireáil teasa. ### Aicmiú Léasair Úsáidtear dhá chineál léasair den chuid is mó le haghaidh táthú, eadhon léasair CO₂ agus léasair Nd:YAG. Is solas infridhearg dofheicthe don tsúil nocht iad léasair CO₂ agus léasair Nd:YAG araon. Is solas gar-infridhearg den chuid is mó é an léasar Nd:YAG a ghineann an léasar Nd:YAG le tonnfhad 1.06μm. Tá ráta ionsúcháin réasúnta ard ag seoltóirí teirmeacha do sholas den tonnfhad seo, agus i gcás an chuid is mó de na miotail, is é 20%-30% an fhrithchaiteacht. Is féidir an bhíoma gar-infridhearg a dhíriú go trastomhas 0.25mm ag baint úsáide as lionsaí optúla caighdeánacha. Is solas infridhearg i bhfad i gcéin é léasar an CO₂ le tonnfhad 10.6μm. Tá frithchaiteacht 80%-90% ag an gcuid is mó de na miotail don chineál seo solais, mar sin tá lionsaí optúla speisialta ag teastáil chun an bhíoma a dhíriú go trastomhas 0.75-1.0mm. Is féidir le cumhacht léasair Nd:YAG thart ar 4,000-6,000W a bhaint amach i gcoitinne, agus tá an chumhacht uasta sroichte ag 10,000W anois. I gcodarsnacht leis sin, is féidir le cumhacht léasair CO₂ 20,000W nó níos airde fós a bhaint amach go héasca. Réitíonn léasair CO₂ ardchumhachta fadhb na frithchaiteachta arda tríd an éifeacht phoill eochrach. Nuair a leáíonn dromchla an ábhair atá ionradaithe ag an spota solais, cruthaítear poll eochrach. Tá an poll eochrach seo atá líonta le gal cosúil le corp dubh, a ionsúnn beagnach fuinneamh an tsolais ionsúcháin go léir. Sroicheann an teocht chothromaíochta taobh istigh den pholl eochrach thart ar 25,000°C, agus laghdaíonn an fhrithchaiteacht go tapa laistigh de chúpla micrishoicind. Cé go bhfuil fócas forbartha léasair CO₂ fós dírithe ar fhorbairt agus ar thaighde trealaimh, ní bhaineann sé a thuilleadh le méadú a dhéanamh ar an gcumhacht aschuir uasta, ach le conas feabhas a chur ar cháilíocht an bhíoma agus a fheidhmíocht fhócasaithe. Ina theannta sin, nuair a úsáidtear argón mar ghás sciath le haghaidh táthú léasair CO₂ le cumhacht os cionn 10kW, is minic a spreagann sé plasma láidir, rud a laghdaíonn an doimhneacht treá. Dá bhrí sin, is minic a úsáidtear héiliam, nach ngineann plasma, mar ghás sciath le haghaidh táthú léasair CO₂ ardchumhachta. Is ábhar taighde agus forbartha tábhachtach é cur i bhfeidhm teaglamaí léasair dé-óid chun criostail Nd:YAG ardchumhachta a spreagadh, rud a fheabhsóidh go mór cáilíocht na bhíomaí léasair agus a chruthóidh próiseáil léasair níos éifeachtaí. Tá meánchumhacht 1kW agus éifeachtúlacht chomhshó fótaileictreach de bheagnach 50% bainte amach ag úsáid eagair dé-óid dhíreacha chun léasair a spreagadh agus a aschur sa réigiún gar-infridhearg. Tá saolré seirbhíse níos faide ag dé-óidí freisin (10,000 uair an chloig), rud a chabhraíonn le costas cothabhála trealaimh léasair a laghdú. Tá forbairt trealaimh léasair stáit sholadaigh atá caidéalaithe le dé-óid (DPSSL) ag dul chun cinn freisin.
Am an phoist: 27 Lúnasa 2025
