Ювелир үйлдвэрлэл дэх лазерийн цаварга: Наалдамтгай нарийн ажлыг хувьсгалчлах

Хэрхэн Чимэглэлт лазер цэгэн ганганы машин Технологи нь нарийн ажлыг хувиргадаг

Чимэглэлт лазер ганганы машин хэрхэн ажилладаг вэ

Өнөөгийн шоронгийн лазер цэгэн холболтын төхөөрөмжүүд нь тэр чигтээ төвөгтэй эрчим хүчний цацраг үүсгэхийн тулд импульст зуучны лазерыг ашигладаг. Цэгийн хэмжээ нь 0.2 мм-аас 3.0 мм хүртэлх хэмжээтэй байх бөгөөд микрон түвшний нарийн ажил хийх боломжийг олгодог. Уламжлалт хайлшилтийн аргууд нь нэгэн зэрэг олон металл хэсгүүдийг халаадаг ч эдгээр лазер нь өөр байдаг. 5-12 кВт хүртэлх чадлын түвшинд зөвхөн шаардлагатай цэгүүдийг л зөвхөн халаадаг. Энэ нь эрдэнэ чулуу эсвэл нарийн загварыг халдаггүйгээр үнэт металлуудыг цэвэр, гүйцэд холбох боломжийг олгодог. Зарим шинэ загварын машины импульсын тохируулгын хугацаа нь 0.1 миллисекундээс 30 миллисекунд хүртэл өөрчлөгдөх бөгөөд түүнд температурын хяналтын систем бас багтдаг. Эдгээр онцлогууд нь 0.3 мм зузаан бүхий 24 каратын алтанд ч хэв гажилтгүй аюулгүй цавуурах боломжийг олгодог.

Шорон хийхэд уламжлалт хайлшилтээс лазерийн нарийн холболт руу шилжих хөгжил

Хэрэглээний технологийн тайлангийн мэдээнээс үзвэл цахилгаан лазерийн системийг нэвтрүүлснээр засварын хүсэлт 41%-иар буурсан байна. Үүний дараа хэвлэлийн студиуд уламжлалт арга барилыг орхин шинэ технологийг хэрэглэхэд шилжилт хийсэн. Хуучин арга нь их хэмжээний флюс материалыг шаарддаг бөгөөд эдлэлийн гадаад талд муу харагдах нөжийг үлдээдэг байв. Лазераар цавчих нь исэлдэлтийн асуудлыг бүрэн арилгаж, цаашдын нэмэлт ажлын хэмжээг багасгадог. 2023 оны судалгааны өгөгдлөөс үзвэл лазерийн тусламжтайгаар хийсэн платины хэлхээ нь уламжлалт аргаар хийсэн хэлхээнээс таталтын туршид 32%-иар илүү хүчтэй байжээ. Энэ нь хэлхээний бат бөх чанар нэмэгдээд зогсохгүй гадаад харагдах байдал нь ч сайжирч байгааг илтгэнэ. Иймээс одоо ихэнх хэвлэлийн мастерууд технологийн шилжилт хийж байна.

Шин innovationлэлтийг хөдөлгөгч түлхүүр үйлдвэрлэгчид

Энэ үед цацрагийн цав холдуулагчийн хамт дурын урттай технологийг өнгөрсөн олон жилдээ тааруулж байсан асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигладаг. Тухайлбал мөнгөн цав хүрэлдэх болон титаны хайлшийг цав холдуулах үед үүсдэг дулааны трещинуудыг хэлж болно. Энэ технологийн тэргүүнд буй компани нэг зэрэг олон төрлийн металлуудыг холдуулах үед 95% амжилтанд хүрсэн гэж тайлагджээ. Жишээ нь: алтны хэсгүүдийг чихээр холдуулах гэх мэт. Цөм бүтцийн дизайн бүхий бүтээлүүдэд түүнийг хийх боломжгүй гэж үздэг байсан ч энэ технологийн ачаар одоо боломжтой болсон.

Энд хүснэгтүүдийг ашигладаггүй, учир нь текстэн тайлбар нь лазерын параметрүүд болон материалтай нийцэх чанарын техникийн нюансуудыг илүү сайн дамжуулдаг.

Эмх цэгцтэй ювелир бүтээлд үзэл бодол, хяналтын төгс нарийвчлал

Нягт эсвэл нарийн хэсэгт хийх микро цав холдуулалт

Орчин үеийн лазер цэгэн цавчлагч нь 0.1 мм-ийн туяаны өргөнд хүрч болно. Энэ нь энгийн хэрэгсэл нэвтрэх боломжгүй орон зайг засч чаддаг гэсэн үг юм. Ийм нарийн удирдлага нь тугалжин ордны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бат бөх болгох эсвэл хуучин эдлэлийн жижиг трещинуудыг засах шаардлагатай үед маш чухал байдаг. 2023 онд Алтны хос бүтээлчдийн нийгэмлэгээс хийсэн судалгаагаар ийм лазерууд нүхэн холбоосыг анхны оролдож амжилттай 92 хувийн амжилтанд хүрсэн байна. Энэ тоо нь нарийн засварын ажилд энэ технологи хэр найдвартай болсон байдалд хүрснийг харуулж байна.

Асар нарийн цавчилт - дэлгэрэнгүй мэдээллийг боловсруулах

Импульс энерги өгөх аргыг ашиглан зүтгэгчид нэг удаа 0.05-0.3 мм өргөнтэй, нэг чимэгт сарнайн зузаан шиг цэвэр нэгтгэл үүсгэж чаддаг. Ийм нарийн удирдлага нь паве цавуу байрлуулах эсвэл ойролцоох дэлгэрэнгүй мэдээллийг алдагдуулахгүйгээр жижиг чулууг эргүүлэх болон нарийн боловсруулалтыг сэргээх зэрэг бүх төрлийн нарийн ажлыг хийх боломжийг олгодог. Европын сүүлийн судалгаагаар эдгээр аргаар металлын хаягдлыг дунджаар 40%-иар бууруулжээ. Энэ нь дэлгүүрийн эзэдт мөнгө хэмнэхээс гадна ирээдүйн төслүүдийн хувьд илүү их материал хадгалж авах боломжийг олгох бөгөөд мөнгөний хувьд ч, урлагийн хувьд ч сайн мэдээ юм.

Гулдмай хийх чанарын нэгдмэл байдал болон давтагдамж

Автомжуулсан цахилгаан эрчим хүчний зохицуулалт нь үйлдвэрлэлийн явцад ±2% энергийн нарийвчлалыг баталгаажуулж, жижиг эд ангиудын нэгэн ижил цавуургын гүнээр тогтвортой бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг. Лазерын системийг нэвтрүүлснээс хойш чанарын хяналтын шалгуур дүрмийн цуцлалт 83%-иар буурч, гаралтын найдвартай байдлыг ахиуц сайжруулж байна.

Туршлагын жишээ: Эрээнд зориулсан жижиг цавуургийн холболт хийх

Европын засвар үйлчилгээний мэргэжилтэд лазерын инженерүүдийн хамтын ажиллагаагаар 0.08 мм цавуургаар 19-р зууны эрээнд хийсэн засварын ажлын 98% амжилттай хийгдсэн. Энэхүү ажил нь бүтцийн бүрэн байдлыг сэргээж, анхны гарын үсгийг хадгалан археологийн зохион байгуулалтын түвшинд хүрсэн бөгөөд энэ нь технологийн музейн түвшний сэргээлтийн боломжийг харуулж байна.

Хамгийн бага дулааны нөлөө: Чулуу болон мэдрэг материалыг хамгаалах

Нарийн ажлын үед дулааны оролтыг төвлөрүүлэх

Чимэглэлийн ажлын үед лазерын цэгэн цавчлагч ашиглан 0.1-с 0.3 мм зузаан цацраг үүсгэх боломжтой бөгөөд энэ нь хүний волосныхоос ч нарийн байдаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь традицион арга барилтай харьцулахад орчныг халах хэмжээг 85% багасгадаг талаар 2023 оны металлургийн судалгаа баталжээ. Эдгээр лазерийн удирдлагын түвшин нь мэдрэг чулуулагтай ажиллах үед ихээхэн ялгаа гаргаж авдаг. Опал, изумруд шиг дулааны мэдрэг чулуунуудын хувьд дулааны хор хөнөөл нь бодит аюул болж байгаа тул энэ шинж чанар нь чимэглэлийн мастеруудын хувьд маш чухал юм. Лазерын импульсын горимыг ашиглаж байх үед цавчлагчийн үйлчлэх хугацаа 1-4 миллисекунд хүртэл буурдаг. Энэ нь эцсийн холболтын бат бөх байдлыг алдагдуулахгүйгээр эрсдлийг амжилттай багасгаж, материал болон түүнийг ашиглагч хүмүүст аюулгүй байдлыг хангаж өгдөг.

Металл холбоход хамгийн бага дулааны гажуудал

Эрдэнэ чулуун эдлэлийн ассоциацийн стандартын дагуу энгийн хайлуураар холдуулах нь эрдэнэсийн хайлш дээр гурван дахин их нөлөө үзүүлдэг байна. Чулуун эдлэлийн мастераас 1.2-3.5 киловатт/квадрат миллиметр хүртэлх дулааны эрчимийг зөвхөн шаардлагатай хэсэгт чагтлах замаар тэд нарийн молекулын бүтцийг хадгалж чаддаг байна. Энэ нь олон үеийн түүхтэй, өв залгамжлал болгон хадгалагдаж ирсэн эдлэлийн үнэ цэнэ болон анхны байдалд маш их ач холбогдолтой.

Чулууг авч тавиагүйгээр чулуут эдлэл засварлах

2024 оны салбарын судалгаагаар 78% мастер чулууг авч тавиагүйгээр бэзэл хэлбэрийн эдлэл болон паве кластеруудыг засварладаг байна. Энэ нь механик аргаар авах үед гардаг бүтээгдэхүүнүүдийг арилгаж чаддаг байна. Жишээ нь: чулуу хагарах (дунджаар 740 ам.долларын засварын зардал), давтан халаах үед үүсэх үлдэгдэл болон дахин суулгах ажлын хэмнэлт.

Халуун бага үед холболтын бат бөх байдлын чанар муудах асуудлын шинжилгээ

2023 оны IJO-ийн тайлангийн мэдээллээр 14К алтны хувьд лазерын цавахад холболтын нягтшил 92% байдаг боловч одоо энэ халууныг тархахыг хянах нь маш чухал байдаг. Жишээлбэл платины хайлш нь уламжит галтуур ашиглан цавахтай харьцуулахад таталтын бат бөх байдал нь дунджаар 18% бага байдаг. Сүүлийн үед эдлэлийн салбарт энэ төрлийн холимог аргуудыг хөгжүүлж эхэлсэн байна. Цаашлахад эдлэлийн техникчид нарийн лазерын цавуурын ажил хийж, дараа нь бүтцийн чухал хэсгүүдэд бага хэмжээний мөнгөн цавуур хийдэг болсон. Энэ хослол нь бүтээл доторхи бат бөх байдлыг хадгалах, аюулгүй байдлыг хангахын тулд хамгийн сайн тэнцвэрийг олж өгч байна.

Хэрэглээний хүрээг тэлэх: Цагийн хэмжээ өөрчлөхөөс эхлээд захиалгат загварын шинэ бүтээл хүртэл

Ширээний эдлэл дээр цэгэн лазерийн цавчлага тавих машины ажил нь цэнэглэгчдийн ажлыг өөрчилж байгаа бөгөөд маш нарийн засвар хийх боломжийг олгож, шинэ дизайны санааг нээж өгч байна. Эдгээр машинууд дулааныг маш сайн удирддаг тул цагийн хэмжээ 0.15 мм-ийн нарийцад хүртэл өөрчлөх боломжтой бөгөөд хэт халуун болдоггүй. Өнөөдөр ихэнх дэлгүүрүүд дагаж мөрддөг аж. Температур 120 градус Цельсийн хэмжээнээс доош байдаг. Энэ нь зарчимдээ үнэт платин эсвэл алтны цагийг муудахад хүргэдэггүй гэсэн үг юм. Түүнчлэн, энэ процессийн явцад мэдрэг чулуудыг авах шаардлагагүй бөгөөд энэ нь цэнэглэгч болон үйлчлүүлэгчдийн хувьд цаг хэмнэх, эрсдлийг бууруулах боломжийг олгодог.

Платин ба алтны ширээнд эмчилгээ хийхгүй тохируулга

Төвдөлсөн лазерын цацраг нь орчныг нь нөлөөлөхгүйгээр зөвхөн цавчлагын бүсэд зориулан чиглэгдсэн байдаг тул өмнө нь өөрчлөлт оруулахад хэтэрхий нарийн бүтэцтэй эсвэл зузаан ханатай загварыг өөрчлөх боломжийг хангана.

Бодит жишээ: Захиалгат цагийг өөрчлөхөд 30% хурдан хийж дуусгах

Салбарын шинжилгээ нь лазерийн цавилга ашигладаг ажил талбайнууд нь дундаж цагийн хэмжээг 3 хонох буюу 5 цаг болгон бууруулж чаддагийг тогтоосон бөгөөд энэ нь хүрэлцэхгүй нэгдэл болон автомжуулсан параметрийн урдчилсан тохиргоог ашиглан хурдан, давтагдах үр дүнгээр хангаж байна.

Урд талын чимэглэл дизайнд хязгаарыг түлхэнэ

Иргэний үйлдвэрлэгчид одоо лазер цавилгыг 3D загварчлалын программтай хослуулан энгийн, чөлөөт хэлбэрийн бүтцийг бий болгодог:

Энэ технологийн шүүлтээр 2022 оноос хойш захиалгат захиаламж 47%-иар өссөн бөгөөд дизайнчид лазерын систем ашиглан эзэн бүтээлүүдийг хэрэгжүүлж байна - алгоритмчлагдсан загваруудаас метаматериалын бүтээмжлэл хүртэл. Энэ нь лазерын цаварга нь зөвхөн үр ашиггүй сайжруулахгүй, харин бүхэлдээ шинэ төрлийн хувцасны урлагийг боломжжуулдаг гэдгийг баталж байна.

Материалын олон талт чанар болон хэтэвчийн үйлдвэрлэлд ирээдүйд нэвтрэх нь

Алт, мөнгөн эдлэлийг ижил нөхцөлд цаваргах

Орчин үеийн лазер цэгэн гантигны аппарат ашигладаг үзэсгэлэнтэй ювелир хийдэгчид 10К-аас эхлээд 24К хүртэлх эрдэнэсийн болон түүнчлэн sterling болон цэвэр мөнгө зэрэг янз бүрийн мөнгөний хайлшийг ажиллахдаа итгэлтэй үр дүнг олж авдаг. Ижил төрлийн галт аргууд нь ихэвчлэн халуун цэгүүд болон хүйтэн бүсүүдийг үүсгэдэг боловч лазерын тусламжтайгаар ийм төрлийн асуудлууд арилдаг бөгөөд судалгаагаар тогтоогдсон байдлаар 3%-иас бага нүхтэй бутын холболтуудыг үүсгэж чаддаг. Хамгийн сайн тоног төхөөрөмж нь 22К-ийн эрдэнэсийн цахилгаан дээр 0.1 мм-ийн өргөнтэй гантиг үүсгэх чадвартай бөгөөд энэ нь анхны каратын агууламжийг баталгаатай хадгалах нь зохистой болон зах зээлийн үнэ цэнэд маш чухал байдаг үнэт зүйлсийг сэргээхэд маш чухал ач холбогдолтой.

Платины лазер гантигны дээрх дарамт болон шийдэл

Платинын өндөр хайлах цэг (1,768°C) ба хурдан дулаан алдалт нь түүхэнд муруйх, трес хагарал үүсгэдэг байв. Одоо ахисан технологийн системүүд эдгээр асуудлыг олон тэнхлэгтэй импульс модуляци (2,000 Гц хүртэл), урвалын хийн хамгаалалт (95% аргон/5% устөрөгч), бодит цагийн дулааны зураг авах технологи ашиглан нөхцөл бүрдүүлж байна.

Мэдээллийн цэг: Янз бүрийн металлуудын холболтонд 95% Амжилтын хувь

2024 оны материалын шинжлэх ухааны судалгаагаар лазерийн цувилгаар алт болон платины холболтонд 95% холболтын бат бөх байдлыг харуулжээ—энэ нь хэвийн арга барилтай харьцуулахад 40%-иар сайжирсан юм. Энэхүү салхи цохилтын нээлт нь бүтцийн найдвартай байдлыг алдагдуулахгүйгээр төрөл бүрийн металлын загварыг бүрэн бат бөх болгох боломжийг олгодог. Жишээ нь: өвөрмөц алтын заалтын төмөр замын холболт.

Ирээдүйн үзэл бодол: CAD/САМ болон автоматжуулалтын системтэй интеграцлах

Одоо шилдэг мастер угсрарууд лазерийн бохир холболтын машинуудыг 3D сканеруудтай хослуулж эхэлсэн бөгөөд эдгээр нь онцгой загваруудад хамгийн тохиромжтой холболтын замыг тодорхойлдог. Эдгээр системийг туршсан эрдэнэ чимэглэлийн мастерууд нь нарийн төвөгтэй хэлбэрүүдийн прототипыг хөгжүүлэхэд өмнөхөөсөө ойролцоогоор 70% хурдан болж байгаагаа хэлж байна. Мөн эдгээр системүүд материал хэмнэлтийг ойролцоогоор хагасыг хадгалдаг бөгөөд энэ нь ухаалаг систем нь холболтын цэгүүдийг хамгийн тохиромжтой байрлалд оруулдагтай холбоотой юм. Хамгийн гайхалтай зүйл бол эдгээр дижитал загварууд нь хаалга доторх бодит бүтээгдэхүүн болон хэрхэн гүнзгий нэвтэрч буй юм. Компьютерийн загварчлалыг энэ зэрэг нарийн техниктэй хослуулах нь лазерийн холболтыг эрдэнэ чимэглэлийн салбар дахь Industry 4.0-ийн түлхүүр хэсэг болгож байна. Энэ нь тэгш хэмт хөгжилтэй холбоотой чухал ач холбогдолтой бөгөөд олон эрдэнэ чимэглэлийн мастерууд өвийн хуучин баярлалттай эдлэлүүдийг алдагдуулахгүйгээр орчин үеийн модны мэдэгдэл болгон хувиргаж байна.

Түгээмэл асуулт

Эрдэнэ чимэглэлийн үйлдвэрлэлд традицион хайлуур холболтын технологитой харьцуулахад лазерийн холболтын ямар давуу тал байдаг вэ?

Лазерийн багц нь чулуулаг эсвэл нарийн загварыг халдаггүйгээр металлуудыг нарийн бөгөөд тасралтгүй нэгтгэх боломжийг олгодог. Энэ нь традицион хайлууртай харьцуулахад засварын хүсэлтийг бууруулж, бүтцийн бат бөх чанарыг сайжруулдаг.

Лазерийн багцын машины ажил нь ямар байдлаар нарийн бижигний ажлыг хангах чадвартай вэ?

Эдгээр машинууд нь тохируулагч импульсийн тохиргоо болон температурын хяналтын системтэй чиглүүлсэн лазерийн цацрагийг ашигладаг бөгөөд хамгийн нарийн хэсгүүдийг ч хэлбэрээ алдалгүйгээр аюулгүй цавчуулалт хийх боломжийг олгодог.

Лазерийн цавчуулгыг бижигний металлын бүх төрөлд ашиглаж болох уу?

Тийм, орчин үеийн лазерын цэгэн цавчуур нь олон төрлийн эрдэнэсийн зэрэг, мөнгөн хайлштай ажиллах боломжтой. Мөн өндөр амжилттай эрдэнэс болон платинийн холимог металлын загварыг мөн хийх боломжтой.

Лазерийн цавчуулга нь бижигний чулуунд нөлөөлдөг үү?

Үгүй, лазерийн цавчуулга нь хамгийн бага халууныг үүсгэдэг бөгөөд мэдрэг чулуунуудыг термалын халдагдлаас хамгаалдаг тул материалын болон бижгийн хиймэл хүнд илүү аюулгүй байдлыг хангана.

Эдлэлийн үйлдвэрлэл дэх лазерийн бохирдолт технологийн ирээдүй болоод юу вэ?

Ирээдүй нь CAD/CAM болон автоматжуулалтаар лазерын системүүдийг интеграцлах, загварын нарийвчлалыг сайжруулах, материал хоглуулахгүй болгох, шинэ санаатай захиалгат загваруудыг бий болгохыг хамруулна.