Современные технологии Лучевые технологии Ультразвуковые технологии Плазменные технологии

Лучевые технологии 1. Лазерная обработка 2. Электронно – лучевая обработка

Лазерная обработка По широте применения лазерная техника сопоставима только с компьютерной. Области эффективного использования лазерных технологий весьма разнообразны - обработка материалов, связь, информатика, медицина, военная техника и многие другие. Лазерная обработка материалов включает в себя резку и раскрой листа, сварку, закалку, наплавку, гравировку, маркировку и другие технологические операции.

Обработка материалов В принципе, лазер преобразует какую - либо форму внешней энергии ( электрического разряда или излучения импульсной лампы или лазерного диода ) в свет с одной длиной волны. Это может быть достигнуто различными способами, например, лазерной средой может быть газ или твердое тело. Отсюда возникают названия : газовые лазеры и твердотельные лазеры.

Твердотельные лазеры Nd:YAG лазер представляет собой твердотельный лазер. Nd:YAG лазеры имеют выходную мощность приблизительно до 5 к Вт, и они могут использоваться для сварки, маркировки, прошивки и т. д. Одним из преимуществ излучения Nd:YAG лазеров является возможность передачи лазерного пучка с помощью волоконно - оптических элементов, которые легко могут перемещаться роботами. Лазерная гравировка. Придайте уникальность обыкновенной вещи!

В лазерном резонаторе лазерная среда находится между двумя зеркалами. Лазерное излучение многократно отражается между зеркалами и усиливается во время этого процесса, при этом часть пучка выходит через полупрозрачное зеркало. Данная часть пучка используется для лазерной обработки.

CO2 лазер является типом газового лазера, в качестве активной среды в котором используется двуокись углерода (CO2).

CO2 лазеры имеют намного более высокие уровни мощности, приблизительно до 50 к Вт. Так как линзы не могут выдержать пучки боле высокой мощности, для резки, сварки и обработки поверхности с использованием более мощных лазеров используются зеркала с водяным охлаждением.

Процесс генерации лазерного пучка в CO2 лазерах основывается на применении газов для лазеров CO2, азота и гелия. Эти газы необходимо часто заменять, что накладывает жесткие требования на качество самого газа для CO2 лазера и системы подачи газа.

Электронно-лучевая обработка материалов Электронно-лучевая обработка осуществляется в вакууме при наличие специального оборудования: технологической камеры с вакуумной системой и электронной пушки с высоковольтным источником питания.

Функциональная схема технологической электронно-лучевой установки: 1 - вакуумная камера; 2 - электронная пушка; 3 - высоковольтный выпрямитель; 4 - пульт управления; 5 - механизм перемещения обрабатываемого изделия; 6 - обрабатываемое изделие

Ультразвуковые технологии Ультразвуковая размерная обработка Ультразвуковая очистка Ультразвуковая сварка Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая сварка Способ сварки с применением ультразвука для сообщения колебаний инструменту, прижимаемому к поверхностям свариваемых материалов. Сварка металлов происходит в твёрдой фазе ( без расплавления ). Металл разогревается до ° С в результате действия сил трения между инструментом и металлом. Колебания инструмента способствуют очистке поверхностей, поэтому шов получается хорошего качества. Этим способом соединяют отдельными точками или непрерывным швом главным образом листовые металлы (Al, Ti, Cu), некоторые сплавы, пластмассы. Толщина листов 0,12 мм. Время сварки точки 0,15,0 сек при силе прижатия инструмента кгс сварки ультразвука

Ультразвуковая очистка Способ очистки поверхности твёрдых тел в моющих жидкостях, при котором в жидкость тем или иным способом вводятся ультразвуковые колебания. Применение ультразвука обычно значительно ускоряет процесс очистки и повышает его качество. Кроме того, во многих случаях удаётся заменить огнеопасные и токсичные растворители на более безопасные моющие вещества без потери качества очистки. ультразвуковые

Ультразвуковая дефектоскопия Совокупность неразрушающих методов контроля материалов, использующихся для обнаружения нарушений однородности макроструктуры, отклонений химического состава и т. п. Различают ультразвуковую, инфракрасную, люминесцентную капиллярную дефектоскопии, а также рентгено -, гамма -, термо - дефектоскопии..

Принцип работы Звуковые волны не изменяют траектории движения в однородном материале. Отражение акустических волн происходит от раздела сред с различными удельными акустическими сопротивлениями. Чем больше различаются акустические сопротивления, тем большая часть звуковых волн отражается от границы раздела сред.удельными акустическими сопротивлениями Ультразвуковая дефектоскопия ( эхо - метод

Плазменные технологии Для получения низкотемпературной плазмы ( с точки зрения химии плазма является высокотемпературной, так как имеет температуру порядка 10 3 ч 10 5 ) используются различные способы. Наиболее простым и широко применяемым способом является электрический разряд в газе - так называемая газоразрядная плазма.

При прохождении электрического тока через газовую среду энергия электрического поля, созданного внешним источником тока, преобразуется во внутреннюю энергию газа. За счет этого, во - первых, повышается его температура, во - вторых, происходит распад атомов и молекул газа на радикалы, ионы, электроны. Происходит возбуждение частиц плазмы, которые затем излучают кванты различного излучения в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового.

Инвертор плазменной резки В результате в среде, находящейся в состоянии плазмы, за счет повышения температуры значительно повышаются скорости химических реакций Кроме того, в плазме, из-за появления высокореакционных частиц и излучения, возникают физико-химические взаимодействия, которые могут приводить к образованию новых соединений

Плазмохимическая модификация поверхностей. Под модификацией поверхности твердого тела подразумевают изменение химического состава и структуры поверхностного слоя. ПХ-обработка позволяет получить материалы с уникальными свойствами поверхности, обусловленными одновременным воздействием излучения плазмы и химически активных частиц при относительно низкой температуре поверхности.

ПХ - обработка металлов и сплавов. В откачиваемую металлическую камеру помещают обрабатываемую деталь. В пространстве между поверхностями детали и стенки зажигается тлеющий разряд. Состав и давление плазмообразующего газа легко регулируется системой газоснабжения. Образующиеся в плазме заряженные частицы бомбардируют поверхность детали, в результате чего может изменяться химическая и кристаллическая структура поверхности и ее свойства (твердость, химическая и термическая стойкость и др.).

Получение и снятие пленок и покрытий. С помощью плазмы можно получать и снимать как неорганические, так и органические пленки, что широко используется в различных отраслях промышленности, науки и техники. Так, например, плазменные методы осаждения и травления пленок широко используются в микроэлектронике при изготовлении элементов тонкопленочных интегральных схем.

Плазмой обрабатываются не только твердые материалы, но и различные жидкости. При этом, в отличие от твердых тел, в жидкости могут возникать значительные потоки переноса массы (диффузия, конвекция), в результате чего возникшие при взаимодействии с плазмой физико- химические изменения в поверхностном слое жидкости могут распространиться по всему ее объему.

Схема работы плазменной технологии на основе газоразрядной трубки.

Плазменные панели Схема плазменной ячейки ( пикселя ). Для того чтобы получить точку нужного нам цвета недостаточно одной газоразрядной капсулы, поэтому пиксель на PDP состоит из трех таких капсул: красной, зеленой и синей.

Плазменные панели.