ЛАЗЕР В МЕТРОЛОГИИ И ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 53.535

Выборное О.А.

студент 3 курса РТУ МИРЭА, г. Москва, РФ

ЛАЗЕР В МЕТРОЛОГИИ И ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛОВ Аннотация

Изобретение лазеров расширило возможности метрологии и измерительной техники благодаря его уникальным физическим характеристикам. Лазеры представляют собой источник высококонцентрированной энергии, что нашло широкое применение в различных областях, например в промышленности для обработки поверхности.

Ключевые слова Лазер, метрология, лазерное излучение, обработка поверхности.

Vybornov O.A.

3st-year student of RTU MIREA, Moscow, Russia

LASER IN METROLOGY AND MATERIALS PROCESSING Annotation

The invention of lasers has expanded the capabilities of metrology and measurement technology due to its unique physical characteristics. Lasers provide a source of highly concentrated energy, which has found wide application in various fields, such as in the surface treatment industry.

Keywords

Laser, Metrology, Laser Radiation, Surface Processing.

Использование электромагнитного излучения атомов и молекул стало возможным после создания квантовых усилителей в волновом и оптическом диапазонах, известных как лазеры и мазеры. Лазерное излучение представляет собой разновидность электромагнитного излучения оптического диапазона с уникальными физическими характеристиками. Уникальные физические свойства лазерного излучения, такие как высокая монохроматичность, когерентность и низкая расходимость, позволили создать мощные источники энергии, которые нашли широкое применение в разных отраслях науки и техники. Высокая концентрация энергии лазерного пучка в локальном объёме пространства, возможность управления энергией во времени и быстрое перемещение в пространстве открыли новые горизонты в области обработки материалов. Суть обработки материалов высококонцентрированными потоками энергии заключается в превращении энергии источника в тепловую энергию, что приводит к изменениям в структуре материала. Современные технологии "горячей" обработки материалов все больше заменяют классические методы "холодной" обработки в машиностроении. Лазерные технологии, такие как термообработка, сварка, резка, пайка, наплавка, маркировка, гравировка, лазерно-плазменная обработка и химико-термическая обработка, находят широкое применение в различных сферах машиностроения, таких как заготовительное, инструментальное, сварочное, термическое, гальваническое, металлургическое.

Преимущества лазеров в обработке материалов включают в себя высокую технико-экономическую

эффективность и гибкость, что делает их универсальными инструментами в различных областях. Насыщение промышленности лазерным оборудованием является важным показателем научного и технического развития в индустриально развитых странах мира. Следует отметить, что в развитых странах лазерные технологии уже включены в отраслевые стандарты.

В настоящее время очистка поверхности материала является ключевой технологией в многих отраслях промышленности. В некоторых отраслях производства, таких как сварка, лакокрасочное дело и гальваника, очистка поверхности играет важную роль, поскольку качественная очистка обеспечивает долгий срок службы и надежную работу изделий. Существует несколько традиционных методов очистки поверхности, таких как механические, ультразвуковые, химические и электрохимические, которые успешно применяются в промышленности. Однако традиционные методы очистки не всегда удовлетворяют растущим требованиям промышленности. Известно, что лазерное излучение может использоваться для испарения металлов в течение наносекунд, что обеспечивает высокую эффективность процесса очистки поверхности. В процессе производства и эксплуатации машины и механизмы подвергаются различным воздействиям, что может изменить поверхностный слой. Для устранения дефектов и загрязнений на поверхности металла традиционно используют механическую, ультразвуковую, химическую и электрохимическую обработку. Однако химические методы обладают несколькими недостатками, включая низкую производительность, экологическую неблагоприятность, необходимость расходных материалов, ограничение на виды загрязнений и невозможность устранения дефектов поверхностного слоя. Электрохимическое обезжиривание, с другой стороны, может применяться для удаления слоя жира с поверхности металла после предварительного химического обезжиривания, обеспечивая более высокое качество очистки. Механическая обработка поверхности предназначена для устранения окисных пленок, окалины, ржавчины, дефектов и неорганических загрязнений. Лазерная обработка поверхности деталей проявляет уникальные свойства лазерного излучения, которые приносят значительные преимущества в технологическом процессе. Эти свойства включают универсальность, гибкость, локализацию обработки в пространстве и времени, высокую производительность, точность, селективность и стойкость к износу. Прецизионное перемещение лазерного пучка обеспечивается компьютерными системами управления. Это позволяет создавать высокоточные детали и обеспечивать повторяемость технологических процессов. Лазерный пучок не подвержен износу, в отличие от инструментов, используемых в механической обработке. Этот "безызносный" эффект приносит лазерной обработке экономические преимущества и обеспечивает стабильность технологических процессов. Кроме того, лазерный пучок устойчив к различным внешним физическим воздействиям, таким как высокие и низкие температуры, электрические и магнитные поля. Физические процессы при лазерной очистке поверхности зависят от плотности мощности лазерного излучения на поверхности.

Список использованной литературы:

1. А.Г. Григорьянц, М.А. Казарян, Н.А. Лябин. Лазерная прецизионная микрообработка материалов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2017. - 416 с.

2. А.И. Ильянков, Н.Ю. марсов, Л.В. Гутюм. Метрология, стандартизация и сертификация в машиностроении. Практикум. - М.: Академия, 2012. - 160 с.

3. А.Г. Григорьянц, И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров. Технологические процессы лазерной обработки. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 664 с.

© Выборнов О.А., 2023