Přejít k obsahu


Scanning strategy of high speed shifted laser surface texturing

Citace:
MOSKAL, D., MARTAN, J., KUČERA, M. Scanning strategy of high speed shifted laser surface texturing. In Lasers in Manufacturing Conference 2017. 2017.
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Scanning strategy of high speed shifted laser surface texturing
Rok vydání: 2017
Autoři: Mgr. Denys Moskal kandidát nauk , Ing. Jiří Martan Ph.D. , Ing. Martin Kučera
Abstrakt CZ: Laserové texturovaní povrchu (LST) je jedním z perspektivních způsobů vytváření funkčních povrchů: nízké tření, hydrofobní nebo hydrofilní, fotonické struktury, tepelné nástřiky a podobně. Existuje několik způsobů pro texturování povrchu velkých ploch laserem, ale mají určité fyzikální omezení, jako je akumulace tepla, stínění plazmatem a dosažení vysoké přesnosti při rychlém pohybu laserového paprsku. V této práci je prezentována nová metoda nazvaná posuvné laserové texturování povrchu (sLST). Tato metoda sLST je schopna překonat zmíněné fyzikální omezení. Metoda sLST je založena na vytváření velkého množství mikroobjektů tím, že je sbírá z krátkých / ultra krátkých laserových impulzů, které jsou vzdálené v čase a v rovině zpracování. Toho je dosaženo aplikací série laserového skenování lineárního rastru, který obsahuje mnoho jednotlivých impulzů. Každý jednotlivý impuls v jednom rastru náleží k jinému objektu v textuře. Lineární rastr je posunut o malou vzdálenost mezi každým opakováním. Vysoká přesnost tvaru a polohy každého texturovaného objektu (<2 μm) je dosažena řízením polohy laserových stop elektronicky pomocí konstantní frekvence opakování generace laserových pulzů. Tímto způsobem nemá pohyb zrcátek přímou kontrolu nad polohou objektu, ale přináší pouze nepřetržitý pohyb polohy laserové stopy. Metoda sLST má velký potenciál pro polygonální, rezonanční nebo hybridní skenovací systém, kde rychlost snímání laserového paprsku dosahuje až 1000 m/s a vysoká přesnost tvorby mikroobjektů se stává obtížným úkolem. V tomto článku je popsán princip metody spolu s jejími aplikacemi na funkčních plochách. V diskusi jsou uvedeny fyzikální a technické parametry vysokorychlostního sLST ve srovnání s klasickými metodami texturování.
Abstrakt EN: Laser Surface Texturing (LST) is one of the perspective ways for creating of functional surfaces: low frictional, hydrophobic or hydrophilic, photonic structures, thermal spray substrates and so on. There are several methods for laser surface texturing of large areas, but they have some physical limitations, such as heat accumulation, plasma shielding and achieving high precision at fast laser beam scanning speed. In this paper a new method called shifted Laser Surface Texturing (sLST) is presented. This sLST method is able to overcome mentioned physical limitations. The sLST method is based on formation of large array of microobjects by collecting them from short/ultrashort laser pulses, which are distant in time and processing plane. It is achieved by application of a series of laser scanning of linear raster which contains a lot of single pulses. Each single pulse in one raster belongs to different object from the textured area. The linear raster is shifted by small distance between each repetition. The high precision of the shape and position of every textured object (<2 μm) is achieved by control of laser spots position electronically by using of constant repetition frequency of laser pulse generation. In this way the mirrors movement has no control of object position directly, but supply only continuous movement of the laser spot position. The method of sLST has great potential for polygonal, resonant or hybrid scanning system, where laser beam scanning speed reached up to 1000 m/s and high precision of microobjects formation becomes difficult task. In this paper there is described the principle of the method along with its applications on functional surfaces. In discussion there are presented physical and technical parameters of high speed sLST in comparison with classical texturing methods.
Klíčová slova

Zpět

Patička