Přejít k obsahu


Shifted laser surface texturing (sLST) in burst regime

Citace:
MOSKAL, D., MARTAN, J., KUČERA, M. Shifted laser surface texturing (sLST) in burst regime. In LPM2018. Edinburg: Association of Industrial Laser Users (AILU) at Heriot-Watt University, 2018. s. Mon-2-OR7-1 Mon-2-OR7-6. ISBN: neuvedeno
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Shifted laser surface texturing (sLST) in burst regime
Rok vydání: 2018
Místo konání: Edinburg
Název zdroje: Association of Industrial Laser Users (AILU) at Heriot-Watt University
Autoři: Mgr. Denys Moskal kandidát nauk , Ing. Jiří Martan Ph.D. , Ing. Martin Kučera Ph.D.
Abstrakt CZ: Vysoká rychlost laserového skenování a vysoká přesnost jsou dva protikladné parametry pro efektivní texturovaní povrchu laserem (LPT). Aplikace sekvence laserových impulzů (burst) pomáhá zvýšit efektivitu a rychlost zpracování, ale přesné řízení laserových impulzů, které přicházejí, se stává obtížným úkolem pro mikroobrabení. V této práci je představeno jedno možné řešení tohoto dilematu: strategie skenování nazvaná posuvné laserové texturování povrchu (sLST) v režimu burst. Tento sLST burst představuje alternativní metodu, při níž se setrvačnost zrcadel galvanosanu stává užitečným faktorem při vyšších rychlostech. Diskutovány jsou fyzikální principy interakce sekvencí laserových pulsů s povrchem materiálu a výsledné podpovrchové tepelné napětí. Akumulace tepla byla vypočítána z poloprostorového modelu rozložení teploty z laserových stop v čáře. Zbytková podpovrchová teplota a tlak se nazývá kladná akumulace tepla v případě minimální výstupní drsnosti laserově naskenovaných povrchů. Experimentální aplikace sLST byla provedena pomocí pikosekundového laseru se systémem galvanoscan. Výsledky byly vyhodnoceny tvarovou analýzou objektů zjištěných na kontrastních snímcích laserových povrchů z nerezavějící oceli. Odchylka v přesnosti sLST byla určena z většího a menšího průměru detekovaných mikroobjektů na povrchu s povlakem LabIR. Drsnost hloubkové struktury v mikroobjektorech byla měřena kontaktním profilometrem povrchu a srovnávána s cílovým profilem a kladným rozložením akumulace tepla. Byly diskutovány hlavní omezení sLST v režimu burst a budoucí možnosti pro zvýšení rychlosti skenování.
Abstrakt EN: High laser scanning speed and high precision are two opposite parameters for effective laser surface texturing (LST). Application of a sequence of laser pulses or bursts helps to increase the processing effectivity and speed, but precision control of laser pulses arriving becomes difficult task for micro-texturing. In this work, one possible solution for this dilemma is presented: scan-ning strategy named shifted laser surface texturing (sLST) in burst regime. This burst sLST repre-sents an alternative method, where inertia of galvanoscan mirrors becomes useful factor at higher speeds. Physical principles of laser bursts interaction with material surface and resulting subsurface thermal-stress fields are discussed. Heat accumulation was calculated from semi-planar mod-el of temperature distribution from laser spots in line of the burst. Residual subsurface tempera-ture and pressure is called positive heat accumulation in the case of minimal output roughness of laser scanned surfaces. Experimental application of the burst sLST was performed by picosecond laser with galvanoscan system. Results were evaluated by shape analysis of objects detected on contrast images of laser processed stainless steel surfaces. Deviation in sLST precision was deter-mined from larger and smaller diameter of detected microobjects on surface with LabIR coating. Roughness of depth structure in microobjects was controlled by contact surface profiler and com-pared with goal profile and positive heat accumulation distribution. Principal limitations of burst sLST and future possibilities for increasing scanning speed were discussed.
Klíčová slova

Zpět

Patička