Botilẹjẹpe awọn laser ultrafast ti wa ni ayika fun awọn ewadun, awọn ohun elo ile-iṣẹ ti dagba ni iyara ni awọn ọdun meji sẹhin. Ni ọdun 2019, iye ọja ti ultrafastlesa ohun eloSisẹ jẹ isunmọ US $ 460 million, pẹlu iwọn idagba lododun idapọ ti 13%. Awọn agbegbe ohun elo nibiti a ti lo awọn laser ultrafast ni aṣeyọri lati ṣe ilana awọn ohun elo ile-iṣẹ pẹlu iṣelọpọ fọtomask ati atunṣe ni ile-iṣẹ semikondokito bi daradara bi dicing silikoni, gige gilasi / scribing ati (indium tin oxide) yiyọ fiimu ITO ni ẹrọ itanna olumulo gẹgẹbi awọn foonu alagbeka ati awọn tabulẹti. , piston texturing fun ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ, iṣelọpọ stent iṣọn-alọ ọkan ati iṣelọpọ ẹrọ microfluidic fun ile-iṣẹ iṣoogun.
01 Photomask iṣelọpọ ati atunṣe ni ile-iṣẹ semikondokito
Awọn lasers Ultrafast ni a lo ninu ọkan ninu awọn ohun elo ile-iṣẹ akọkọ ni ṣiṣe awọn ohun elo. IBM ṣe ijabọ ohun elo ti ablation laser femtosecond ni iṣelọpọ fọtomask ni awọn ọdun 1990. Ti a ṣe afiwe pẹlu ablation laser nanosecond, eyiti o le ṣe agbejade spatter irin ati bibajẹ gilasi, awọn iboju iparada femtosecond laser fihan ko si spatter irin, ko si bibajẹ gilasi, bbl Awọn anfani. Yi ọna ti wa ni lo lati gbe awọn ese iyika (ICs). Ṣiṣejade chirún IC le nilo to awọn iboju iparada 30 ati idiyele> $ 100,000. Sisẹ laser Femtosecond le ṣe ilana awọn laini ati awọn aaye ni isalẹ 150nm.
Ṣe nọmba 1. Photomask iṣelọpọ ati atunṣe
Ṣe nọmba 2. Awọn abajade iṣapeye ti awọn ilana boju-boju ti o yatọ fun lithography ultraviolet pupọ
02 Ige ohun alumọni ni ile-iṣẹ semikondokito
Silikoni wafer dicing jẹ ilana iṣelọpọ boṣewa ni ile-iṣẹ semikondokito ati pe a ṣe deede ni lilo dicing ẹrọ. Awọn kẹkẹ gige wọnyi nigbagbogbo dagbasoke microcracks ati pe o nira lati ge tinrin (fun apẹẹrẹ sisanra <150 μm) wafers. Lesa gige ti ohun alumọni wafers ti a ti lo ninu awọn semikondokito ile ise fun opolopo odun, paapa fun tinrin wafers (100-200μm), ati ki o ti wa ni ti gbe jade ni ọpọ awọn igbesẹ ti: lesa grooving, atẹle nipa darí Iyapa tabi lilọ ni ifura gige (ie infurarẹẹdi tan ina lesa inu. awọn silikoni scribing) atẹle nipa darí teepu Iyapa. Lesa pulse nanosecond le ṣe ilana awọn wafers 15 fun wakati kan, ati pe laser picosecond le ṣe ilana awọn wafers 23 fun wakati kan, pẹlu didara ga julọ.
03 Gilaasi gige / afọwọkọ ni ile-iṣẹ itanna eleto
Awọn iboju ifọwọkan ati awọn gilaasi aabo fun awọn foonu alagbeka ati awọn kọnputa agbeka ti n tinrin ati diẹ ninu awọn apẹrẹ jiometirika ti wa ni te. Eleyi mu ki ibile darí gige isoro siwaju sii. Awọn ina lesa deede ṣe agbejade didara gige ti ko dara, ni pataki nigbati awọn ifihan gilasi wọnyi ti wa ni tolera awọn fẹlẹfẹlẹ 3-4 ati oke 700 μm gilasi aabo ti o nipọn ti ni ibinu, eyiti o le fọ pẹlu aapọn agbegbe. Awọn lasers Ultrafast ti han lati ni anfani lati ge awọn gilaasi wọnyi pẹlu agbara eti to dara julọ. Fun gige alapin nla, lesa femtosecond le wa ni idojukọ si ẹhin ẹhin ti dì gilasi, fifa inu gilasi laisi ibajẹ oju iwaju. Gilasi le lẹhinna fọ ni lilo ẹrọ tabi awọn ọna igbona pẹlu ilana ti o gba wọle.
Nọmba 3. Picosecond ultrafast laser gilasi gige gige pataki
04 Pisitini awoara ninu awọn Oko ile ise
Awọn ẹrọ ọkọ ayọkẹlẹ ti o fẹẹrẹ fẹẹrẹ jẹ ti awọn alloy aluminiomu, eyiti ko jẹ sooro bi irin simẹnti. Awọn ijinlẹ ti rii pe sisẹ laser femtosecond ti awọn awoara piston ọkọ ayọkẹlẹ le dinku ija nipasẹ to 25% nitori idoti ati epo le wa ni ipamọ daradara.
Ṣe nọmba 4. Ṣiṣeto laser Femtosecond ti awọn pistons engine engine lati mu ilọsiwaju ẹrọ ṣiṣẹ
05 Aṣọkan stent iṣelọpọ ni ile-iṣẹ iṣoogun
Milionu ti iṣọn-alọ ọkan ni a gbin sinu awọn iṣọn-ẹjẹ iṣọn-alọ ọkan ti ara lati ṣii ikanni kan fun ẹjẹ lati ṣan sinu awọn ohun elo ti o didi bibẹẹkọ, fifipamọ awọn miliọnu ẹmi ni ọdun kọọkan. Awọn stent ti iṣọn-alọ ọkan jẹ deede lati irin (fun apẹẹrẹ, irin alagbara, irin nickel-titanium apẹrẹ iranti alloy, tabi diẹ sii laipẹ cobalt-chromium alloy) apapo waya pẹlu iwọn strut ti isunmọ 100 μm. Ti a ṣe afiwe si gige laser gigun-pipẹ, awọn anfani ti lilo awọn lasers ultrafast lati ge awọn biraketi jẹ didara gige ti o ga, ipari dada ti o dara julọ, ati awọn idoti ti o dinku, eyiti o dinku awọn idiyele iṣelọpọ lẹhin.
06 Microfluidic ẹrọ iṣelọpọ fun ile-iṣẹ iṣoogun
Awọn ẹrọ Microfluidic jẹ lilo nigbagbogbo ni ile-iṣẹ iṣoogun fun idanwo aisan ati iwadii aisan. Awọn wọnyi ni a ṣe ni igbagbogbo nipasẹ iṣelọpọ abẹrẹ micro-abẹrẹ ti awọn ẹya ara ẹni kọọkan ati lẹhinna imora nipa lilo gluing tabi alurinmorin. Ṣiṣejade laser Ultrafast ti awọn ẹrọ microfluidic ni anfani ti iṣelọpọ awọn microchannels 3D laarin awọn ohun elo ti o han gbangba gẹgẹbi gilasi laisi iwulo fun awọn asopọ. Ọna kan jẹ iṣelọpọ laser ultrafast inu gilasi olopobobo ti o tẹle pẹlu etching kemikali tutu, ati pe omiiran jẹ ablation lesa femtosecond inu gilasi tabi ṣiṣu ni omi distilled lati yọ idoti kuro. Ona miiran ni lati ẹrọ awọn ikanni sinu gilasi dada ati ki o di wọn pẹlu kan gilasi ideri nipasẹ femtosecond lesa alurinmorin.
Ṣe nọmba 6. Femtosecond laser-induced selective etching lati ṣeto awọn ikanni microfluidic inu awọn ohun elo gilasi
07 Micro liluho ti injector nozzle
Femtosecond laser microhole machining ti rọpo micro-EDM ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ ni ọja injector ti o ga julọ nitori irọrun nla ni iyipada awọn profaili iho ṣiṣan ati awọn akoko ẹrọ kukuru. Agbara lati ṣakoso ipo aifọwọyi laifọwọyi ati tẹ ti tan ina nipasẹ ori ọlọjẹ iṣaaju ti yori si apẹrẹ ti awọn profaili iho (fun apẹẹrẹ, agba, igbunaya, isọdọkan, iyatọ) ti o le ṣe igbelaruge atomization tabi ilaluja ni iyẹwu ijona. Akoko liluho da lori iwọn didun ablation, pẹlu sisanra lilu ti 0.2 - 0.5 mm ati iwọn ila opin ti 0.12 - 0.25 mm, ṣiṣe ilana yii ni igba mẹwa yiyara ju micro-EDM. Microdrilling ni a ṣe ni awọn ipele mẹta, pẹlu roughing ati ipari ti awọn iho awaoko. A lo Argon bi gaasi oluranlọwọ lati daabobo borehole lati ifoyina ati lati daabobo pilasima ikẹhin lakoko awọn ipele ibẹrẹ.
olusin 7. Femtosecond lesa ga-konge processing ti inverted taper iho fun Diesel engine injector
08 Ultra-sare lesa texturing
Ni awọn ọdun aipẹ, lati le mu iṣedede ẹrọ ṣiṣẹ, dinku ibajẹ ohun elo, ati mu iṣẹ ṣiṣe pọ si, aaye ti micromachining ti di idojukọ diẹdiẹ ti awọn oniwadi. Laser Ultrafast ni ọpọlọpọ awọn anfani sisẹ gẹgẹbi ibajẹ kekere ati konge giga, eyiti o ti di idojukọ ti igbega si idagbasoke ti imọ-ẹrọ iṣelọpọ. Ni akoko kanna, awọn lesa ultrafast le ṣiṣẹ lori ọpọlọpọ awọn ohun elo, ati ibajẹ ohun elo laser tun jẹ itọsọna iwadii pataki kan. Laser Ultrafast ni a lo lati pa awọn ohun elo kuro. Nigbati iwuwo agbara ti lesa ba ga ju iloro ablation ti ohun elo naa, dada ti ohun elo ablated yoo ṣafihan eto micro-nano kan pẹlu awọn abuda kan. Iwadi fihan pe Ilana dada pataki yii jẹ iṣẹlẹ ti o wọpọ ti o waye nigbati awọn ohun elo iṣelọpọ laser. Igbaradi ti awọn ẹya micro-nano dada le ṣe ilọsiwaju awọn ohun-ini ti ohun elo funrararẹ ati tun jẹ ki idagbasoke awọn ohun elo tuntun ṣiṣẹ. Eyi jẹ ki igbaradi ti awọn ẹya micro-nano dada nipasẹ laser ultrafast ni ọna imọ-ẹrọ pẹlu pataki idagbasoke pataki. Lọwọlọwọ, fun irin awọn ohun elo, iwadi lori ultrafast lesa texturing le mu irin dada wetting-ini, mu dada edekoyede ati yiya-ini, mu bo adhesion, ati itọnisọna afikun ati adhesion ti awọn sẹẹli.
Ṣe nọmba 8. Awọn ohun-ini Superhydrophobic ti dada silikoni ti a pese sile lesa
Gẹgẹbi imọ-ẹrọ ṣiṣe gige-eti, iṣelọpọ laser ultrafast ni awọn abuda kan ti agbegbe kekere ti o ni ipa lori ooru, ilana ti kii ṣe laini ti ibaraenisepo pẹlu awọn ohun elo, ati ṣiṣe ipinnu giga-giga ti o kọja opin diffraction. O le mọ didara-giga ati sisẹ micro-nano pipe ti awọn ohun elo pupọ. ati igbekalẹ micro-nano onisẹpo mẹta. Iṣeyọri iṣelọpọ laser ti awọn ohun elo pataki, awọn ẹya eka ati awọn ẹrọ pataki ṣii awọn ọna tuntun fun iṣelọpọ micro-nano. Ni lọwọlọwọ, laser femtosecond ti ni lilo pupọ ni ọpọlọpọ awọn aaye imọ-ige-eti: laser femtosecond le ṣee lo lati ṣeto ọpọlọpọ awọn ẹrọ opiti, gẹgẹbi awọn ohun elo microlens, awọn oju agbo bionic, awọn itọsọna igbi oju opopona ati awọn metasurfaces; lilo awọn oniwe-giga konge, ga o ga ati Pẹlu mẹta-onisẹpo processing agbara, femtosecond lesa le mura tabi ṣepọ microfluidic ati optofluidic awọn eerun bi microheater irinše ati mẹta-onisẹpo microfluidic awọn ikanni; ni afikun, femtosecond lesa tun le mura awọn oriṣiriṣi oriṣi ti dada micro-nanostructures lati ṣaṣeyọri egboogi-ireti , anti-reflection, super-hydrophobic, anti-icing and other services; Kii ṣe iyẹn nikan, laser femtosecond tun ti lo ni aaye ti biomedicine, ti n ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe ti o tayọ ni awọn aaye bii micro-stent ti ibi, awọn sobusitireti aṣa sẹẹli ati aworan airi airi. Gbooro elo asesewa. Lọwọlọwọ, awọn aaye ohun elo ti sisẹ laser femtosecond ti n pọ si ni ọdun nipasẹ ọdun. Ni afikun si awọn micro-optics ti a mẹnuba loke, microfluidics, awọn iṣẹ-ṣiṣe micro-nanostructures pupọ ati awọn ohun elo imọ-ẹrọ biomedical, o tun ṣe ipa nla ni diẹ ninu awọn aaye ti n yọ jade, gẹgẹbi igbaradi metasurface. , micro-nano ẹrọ ati olona-onisẹpo alaye ipamọ alaye opitika, ati be be lo.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹrin Ọjọ 17-2024
