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Les principes fondamentaux de la technologie laser
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Comment fonctionne la...
Qu'est-ce qu'un laser?
Un laser est un dispositif qui émet un faisceau de lumière cohérente grâce à un processus d'amplification optique. Il existe de nombreux types de lasers, y compris les lasers à gaz, les lasers à fibre optique, les lasers à l'état solide, les lasers à colorant, les lasers à diode et les lasers à excimère. Tous ces types de laser partagent un ensemble de composants de base.Comment fonctionne la technologie laser?
Les lasers sont des composants clés de nombreux produits que nous utilisons tous les jours. Les produits de consommation comme les lecteurs Blu-Ray et DVD dépendent de la technologie laser pour lire les informations à partir des disques. Les scanners de codes à barres s'appuient sur les lasers pour le traitement de l'information. Les lasers sont également utilisés dans de nombreuses interventions chirurgicales telles que la chirurgie oculaire LASIK. Dans la fabrication, les lasers sont utilisés pour la coupe, la gravure, le forage et le marquage d'une large gamme de matériaux.Il existe de nombreuses applications pour la technologie laser, y compris les suivantes:
- Recherche de gamme laser
- Traitement de l'information (DVD et Blu-Ray)
- Lecteurs de codes à barres
- Chirurgie au laser
- Imagerie holographique
- Spectroscopie laser
- Traitement des matériaux laser
- Coupe
- Gravure
- Forage
- Marquage
- Modification de surface
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Histoire de la...
La technologie laser a débuté avec Albert Einstein au début des années 1900. La technologie a en outre évolué en 1960 lorsque le premier laser a été construit chez Hughes Research Laboratories. Suivez le calendrier ci-dessous pour voir l'évolution de la technologie laser.
CHRONOLOGIE
1917Albert Einstein jette les bases de la technologie laser lorsqu'il prédit le phénomène de «Emission stimulée», qui est fondamental pour l'exploitation de tous les lasers.1939Valentin Fabrikant théorise l'utilisation d'émissions stimulées pour amplifier les rayonnements.1950Charles Townes, Nikolay Basov et Alexander Prokhorov développent la théorie quantique des émissions stimulées et démontrent une émission stimulée de micro-ondes. Ils reçoivent plus tard le prix Nobel de physique pour ce travail révolutionnaire.1959L'étudiant diplômé de l'Université de Columbia Gordon Gould propose que les émissions stimulées puissent être utilisées pour amplifier la lumière. Il décrit un résonateur optique qui peut créer un faisceau étroit de lumière cohérente et l'appelle un LASER pour "Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement".1960Theodore Maiman construit le premier prototype de travail d'un laser chez Hughes Research Laboratories à Malibu, en Californie. Ce laser utilise du ruby synthétique comme support actif et émet un faisceau de lumière rouge profond avec une longueur d'onde de 694,3 nm. La première application pour le laser ruby était destinée aux détecteurs de gamme militaires et est toujours utilisée commercialement pour percer des trous en diamant en raison de sa puissance de pointe élevée.1963Le laser à dioxyde de carbone (CO 2 ) est développé par Kumar Patel chez AT & T Bell Labs. Le laser CO 2a un coût beaucoup plus faible et une efficacité supérieure à celle du laser ruby. Ces facteurs en font le type laser industriel le plus populaire depuis plus de 50 ans.Croissance du traitement des matériaux laser
Années 1960
Le premier laser à CO 2 , développé en 1964, avait une puissance de seulement un milliwatt. En 1967, des lasers au CO 2 dont la puissance dépassait 1 000 watts étaient possibles. La première application commerciale de Laser Materials Processing était en mai de 1967, lorsque Peter Houldcroft de TWI (The Welding Institute) à Cambridge, en Angleterre, utilisait un faisceau laser à CO 2 assisté par oxygène pour couper une feuille d'acier d'une épaisseur de 1 mm.
Années 1970
Les améliorations continues des lasers au CO 2 ainsi que les développements de nouveaux types de lasers ont introduit les premières applications "Laser Machining". Le premier système laser à 2 axes a été développé en 1975 par Laser-Work AG. Les premières applications ont été conduites par les fabricants d'automobiles et d'avions qui découvraient la valeur des lasers pour la découpe et le soudage des métaux.
Années 1980
L'introduction de lasers petits et peu coûteux tels que le laser à dents de dioxyde de carbone, inauguré une nouvelle ère de "Traitement des matériaux laser". Les applications ont été développées depuis la découpe et le soudage des métaux, jusqu'au traitement de matières organiques comme le plastique, le caoutchouc et la mousse.
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ULS Histoire de...
Universal Laser Systems a été fondée en 1988 avec la vision d'élargir le potentiel de traitement des matériaux laser pour inclure de multiples matériaux et de multiples processus avec un seul système laser. La base des systèmes laser ULS est une conception modulaire qui permet de configurer une plate-forme unique pour traiter une multitude de matériaux.
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1988La société est lancée en octobre en tant que technologie laser appliquée avec introduction de ALT-2010 avec laser de 20 watts.
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1990Introduction de ALT-5010 avec laser de 50 watts.
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1991Modification du nom de l'entreprise à Universal Laser System (ULS) et renommage des produits ULS 1720 et ULS 1750.
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1992Introduction de la version laser 100 watts de ULS 1750 surnommée ULS 17100.
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1993ULS-25 introduction et création d'une version OEM pour Trotec (Trotec 25R).
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1994L'introduction de PS avec de nouveaux systèmes de mouvement plus grand et des versions OEM pour Trotec (Trotec 25PSR et Trotec 50PSR).
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1995Introduction des versions 25E et OEM pour Trotec (Trotec 25ER) et New Hermes / Gravograph (ISL2000).
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1996Introduction d'Optima et Optima Jr, produit OEM exclusif pour New Hermes / Gravograph.
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1997Introduction des systèmes laser M, V et X et des versions OEM des modèles M et V pour New Hermes / Gravograph (ISL2001, ISL3001).
Introduction du premier laser ULS conçu et fabriqué à 25/30 watts. -
1998Introduction du premier système laser de bureau C-200. En outre, l'introduction du premier kiosque laser tout-en-un pour l'industrie de la personnalisation.
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1999Introduction des lasers ULS 40 watts et 50 watts.
Lancement de la division OEM. -
2000Introduction du concept de laser à changement rapide "Platform", Rapid Reconfiguration TM et ULS 60 watt laser.
Introduction au concept Dual Laser Configuration TM dans la plateforme X2. -
2001
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2002Introduction aux améliorations de pulsations par laser à grande vitesse.
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2003Introduction des systèmes VersaLaser Lasers® et logiciel de prochaine génération avec la base de données des premiers matériaux et introduction du laser ULS 10 watt.
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2004Introduction du premier système laser adapté aux marchés industriels, le XL avec le premier servomoteur ULS.
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2005
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2006Introduction de lasers ULR de nouvelle génération (nouvelles versions OEM: classe 4, basique, refroidi à l'air et refroidi à l'eau).
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2007Introduction de PLS, VLS Desktop et ILS avec Laser Interface + (pilote de base de données de deuxième génération) et logiciel d'estimation de travail au laser.
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2008Introduction de ULS 75 watt laser, PLS SuperSpeed et VLS Platforms.
L' introduction de 30 et 50 watts 9.3 microns CO 2 lasers. -
2009Introduction de ILS SuperSpeed, 1-Touch Laser Photo TM et une nouvelle interface logicielle unique pour tous les systèmes laser avec de nouvelles fonctionnalités, y compris les modes de relogement et de duplication.
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2010Introduction de la nouvelle version de 1-Touch Laser Photo ™ avec prévisualisation de simulation de matériel.
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2011Introduction du système laser à longueur d'onde PLS6MW.
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2012Introduction de la fonctionnalité TM de l'enregistrement de l'appareil photo universel pour la fonctionnalité d' importation ILS, DXF / PDF .
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2014Introduction des systèmes laser industriels XLS10.150D et XLS10MWH avec technologie deroulement hydrostatique, enregistrement de caméra de nouvelle génération, technologie MultiWave Hybrid TM et logiciel de contrôle de prochaine génération LSM TM(logiciel de gestion laser).
Introduction du filtre à air UAC 4000 avec des filtres à double carbone brevetés pour les plates-formes ILS et XLS. -
2015Introduction de lasers à haute puissance 250/500 watts.
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2016Introduction du filtre à air UAC 2000 pour plates-formes VLS et PLS.
Des brevets décernés pour la fabrication flexible et la technologie hybride multi-ondes.
Introduction du laser à CO 2 de 75 watts à 9,3 microns . -
2017Introduction d'XLS haute puissance avec un CO 250 watt 2 laser et un laser à fibre 50 watts.
Portefeuille ULS de brevets
Depuis sa création en 1988, Universal Laser Systems est une société axée sur l'innovation et motivée par l'avancement de la technologie laser et ses applications au traitement des matériaux. Les efforts de R & D ont abouti à un important portefeuille de brevets.Innovation en traitement laser
Résonateurs laser
Innovations pour la construction de sources laser
Laser Source Servicing Innovation
Innovations de refroidissement par laser
- US 5,754,575 Laser à dalle de gaz à espace libre - mai 1998
- US 5 894 493 Laser à dalle de gaz à espace libre - avril 1999
- US 5,901,167 Laser à gaz refroidi par air - mai 1999
- US 7,415,051 Appareil et méthode laser refroidis par air - Août 2008
- US 9,263,845 Lasers à gaz refroidis par air avec opérateur et résonateur de transfert de chaleur et systèmes et méthodes associés - février 2016
- US 9,281,649 Lasers à gaz refroidis par air avec assemblage de transfert de chaleur et systèmes et méthodes associés - Mar, 2016
Amélioration de la réponse des sources laser
Source laser Source RF
SuperSpeed ™
Concept portable de kiosque laser
Double configuration laser
Conception d'armoire de bureau VLS
HPDFO ™ (High Power Density Focusing Optics)
Refroidissement d'air en ligne
Module de conversion de classe 4
Échappement de voyage
Système laser avec innovation jet d'encre
Innovation par positionnement du faisceau laser
Filtrage de l'air Innovation
Hybride multi-Wave ™ Technology
Méthode de fabrication flexible
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Traitement des...
Traitement des matériaux laser
Le traitement laser des matériaux utilise de l'énergie laser pour modifier la forme ou l'apparence d'un matériau. Cette méthode de modification de matériaux offre un certain nombre d'avantages tels que la capacité de changer rapidement les conceptions, de produire des produits sans nécessiter de retape et d'améliorer la qualité des produits finis. Un autre avantage du traitement des matériaux laser est la compatibilité avec une multitude de matériaux. Les matériaux compatibles vont des non-métaux tels que la céramique, les composites, les plastiques / polymères et les adhésifs aux métaux, y compris l'aluminium, le fer, l'acier inoxydable et le titane.
Énergie laser - Interaction matérielle
Les effets produits par l'énergie laser qui interagissent avec un matériau dépendent fortement de la longueur d'onde et du niveau de puissance du laser et des caractéristiques d'absorption et de la composition chimique du matériau.
Longueurs d' onde commune pour le traitement de matériau au laser sont de 10,6 et 9,3 micron produite par CO 2 lasers et 1,06 micron produite par des lasers à fibre. Une gamme de niveaux de puissance est disponible pour chaque type laser pour optimiser l'interaction laser-matériel laser. Cependant, les caractéristiques d'absorption et la composition chimique du matériau et les résultats souhaités influencent grandement la sélection du type laser et du niveau de puissance.
Les effets de l'interaction laser-matériau laser sont l'ablation matérielle et / ou la modification du matériau.
Ablation des matériaux
Ce processus physique supprime le matériel. Le matériau est retiré complètement du haut vers la surface inférieure ou partiellement du haut du matériau jusqu'à une profondeur spécifiée. L'ablation du matériau est utilisée pour la découpe au laser, la gravure et le forage.
Modification du matériau de surface
Ce processus physique modifie les propriétés et / ou l'apparence d'un matériau. La modification du matériau est utilisée pour marquer sur la surface d'un matériau en modifiant l'apparence ou les propriétés du matériau.
Les termes coupe, gravure et marquage sont communément appelés processus laser. Selon la compatibilité matérielle, un seul processus laser ou plusieurs processus en combinaison peuvent être appliqués à un matériau.
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Technologie DLMP
Technologie DLMP ®
La technologie de traitement des matériaux laser numériques permet aux utilisateurs de couper, de graver et de marquer sur presque n'importe quel matériau. Les capacités de l'unique ULS DLMP ® systèmes élargir le potentiel pour des applications dans toutes les organisations et dans plusieurs départements , y compris la production, la R & D et l' ingénierie, les ventes, le marketing et la gestion des installations.
La technologie DLMP offre divers avantages dans le cadre de toute solution commerciale, comme par exemple:
Logiciel contrôlé
Pratiquement n'importe quel design peut être imprimé à partir de votre logiciel graphique vers le logiciel du système laser. En outre, les formats de fichiers .DXF et .PDF peuvent être importés directement dans le Panneau de contrôle universel (UCP) ou le Gestionnaire du système laser (LSM).
Multi-Matériel
Un nombre illimité de matériaux sont compatibles avec les systèmes laser ULS, y compris les plastiques, les métaux, les caoutchoucs de silicone, les tissus, les composites, les adhésifs de stratification et d'autres matériaux avancés pour n'en nommer que quelques-uns.
Multiprocessus
Couper, graver et marquer en une seule étape. En outre, vous pouvez graver ou marquer une image haute résolution sur le matériel. Les systèmes laser peuvent effectuer de nombreux types d'opérations en une seule étape en changeant sans interruption la puissance, la vitesse et d'autres paramètres en un clic.
Non-Contact
Ablater ou modifier du matériel sans appliquer de force physique. En utilisant une méthode sans contact pour la découpe au laser, la gravure et le marquage, le système laser élimine la nécessité d'un outillage physique avec des matrices, des lames et des fraises ou des accessoires de fixation permanents.
À la demande
Traiter le matériel en temps réel. Les systèmes laser ne dépendent pas des outils physiques et sont pilotés par des fichiers logiciels. Le démarrage est aussi simple que de placer le matériau dans le système laser et de traiter le fichier graphique.
Traitement étendu des matériaux laser
La technologie DLMP (Digital Laser Material Processing) fournit une méthode efficace et sans contact pour travailler avec une grande variété de matériaux. La liste suivante est un petit échantillon des matériaux qui peuvent être efficacement traités avec une machine de découpe laser, gravure et marquage de ULS à l'aide d'un laser à base de CO 2 et / ou de fibre. Pour une liste complète de tous les matériaux appropriés pour le traitement au laser, consultez notre bibliothèque de matériaux .
- abdos
- Copolymère d'acétal (Delrin ® )
- Acrylique
- Ruban de transfert adhésif
- Aulne Bois
- Alkali-aluminosilicate (Gorilla Glass ™ )
- Alumamark ™
- Alumine
- Aluminium
- Silicate d'aluminium
- Aluminium anodisé
- Bois de balsa
- Bois de bouleau
- Rubans adhésifs
- Borosilicate
- Fibre de carbone
- Merisier
- Coton
- Liège
- Denim
- Se sentait
- Film avec appui activé par la chaleur
- FR4 / G10 Composite
- Verre de silice fondu
- Matériaux de superposition graphique Hastelloy ™
- Inconel ™
- Le fer
- Kapton
- Kevlar
- Adhésifs de stratification
- Latex
- Cuir
- Bois d'érable
- Microsurface plastique
- Mère de perle
- Nylon
- Matériaux optiques
- Métal peint
- Papier
- PEEK
- Mousse de PET
- Photopolymère
- Bois de pin
- Polycarbonate
- Polychloroprène (néoprène) Polyester
- Mousse de polyéthylène (outil mousse ™)
- Polyisocyanurate Foam Polyurethane
- Mousse
- Matière enrobée de poudre
- PTFE (Teflon ™ )
- Caoutchouc Silicone
- Un verre de soda au citron
- Acier inoxydable
- Pierre
- Titane
- Sergé
- Bois de noyer
- Zircone
Fonctionnement de la technologie DLMP ®
Pour effectuer un seul processus laser ou plusieurs processus (dans n'importe quelle combinaison), procédez comme suit:
1-Concevez votre fichier
Pratiquement tous les logiciels graphiques ou CAD avec une fonction d'impression fonctionnelle peut être utilisé, y compris Adobe ® Illustrator ® , Adobe ® Photoshop ® , AutoCAD ® , CorelDRAW ® et bien d' autres.
2-Imprimez ou importez votre fichier
Imprimez via un pilote Windows ou importez un .PDF ou .DXF en utilisant le logiciel ULS Direct Import . Les fichiers importés peuvent être créés dans tout système d'exploitation , y compris Windows ® et Mac ® OS. Les fichiers imprimés ou importés sont affichés sur le panneau de contrôle ULS. Ce panneau de contrôle vous permet de prévisualiser le fichier avant de traiter votre matériel.
3-Sélectionnez Matériel
Sélectionnez un matériau dans la base de données ULS étendue des matériaux.
4-Charger le matériel
Placez le matériau dans le système laser. Aucun outil supplémentaire n'est requis.
5-Press Go
Appuyez sur Go. Le système laser traite le matériel en fonction du fichier graphique envoyé au logiciel du panneau de contrôle ULS.
6-Travail terminé
Retirez la pièce ou le produit. Le système est immédiatement prêt à traiter le même fichier graphique ou un autre sur un matériau identique ou différent.
