Наалдамж урлалтай уулзаж байна: Хүрэлзэх бодисын гравировканы машин 3D загварыг хэрхэн бүтээдэг вэ

Хэрхэн 3D Кристалл боловсруулах төхөөрөмж Арт кристаллыг хувьсгалчилдаг технологи

3D лазерийн боловсруулах процессыг ойлгох ба түүний үндсэн механик

Онцгой төрлийн гэрлийн цацраг ашиглан кристалын доторх илүү нарийн гурван хэмжээст загварыг бий болгодог. Гадаргуугийн түвшний гравировк нь зүгээр л хоёр хэмжээст байдаг бол ийм орчин үеийн арга нь кристалын доторх тодорхой газрууд руу маш хурдан гэрлийн импульсыг явуулдаг. Эдгээр импульсууд нь зөвхөн фемтосекунд эсвэл пикосекунд хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд маш богино хугацаатай байдаг. Тэдгээр нь тодорхой зориулалтын газруудад хүрэх үед шугаман бус шингэлтийн үр дүнд жижиг хагарал үүсгэдэг. Дараа нь сонирхолтой зүйл болох нь эдгээр хагарлууд кристаллын дотор тогтвортой загвар үүсгэдэг бөгөөд бид тэдгээрийг харж чаддаг бөгөөд гэрэл тэдгээр цэгүүдээс өөр байдлаар тархдаг. Үүнийг эвэр хүзүүлэгчийн тодорхой өнцгөөс гэрэл тусах үед харагдах нууц урлагийн адил гэж бодож болно.

Шилэн болон тунгалаг материалын доторх гэрлийн гравировк: гэрэл кристалтай яаж харилцан үйлчилдэг вэ

Чанарын кристаллын материалы нь лазерын цацрагийг 10 см зузаан нэвтрэн гарахад түүний нарийн чанарыг алдалгүй байлгана. Үүний дараа болох нь маш сонирхолтой юм. Кристалл нь тэсвэрлэх чадвараасаа илүү фотонууд нягтран багцалдаг үед түүний дотор плазмын жижиг хайрцагууд үүсдэг. Эдгээр жижиг нүхнүүд нь ойролцоогоор 5-20 микрометр хэмжээтэй байдаг бөгөөд гэрлийн тархалтыг материал дотор өөрчилдөг. Тиймээс кристалл дээр юм бичигдсэн байдал нь гадаргуу дээр биш, дотор нь л нисдэг мэт харагддаг. Мөн үнэхээр өндөр технологийн төхөөрөмжүүд нь кристаллын өөр өөр давхаргууд нэвтрэн өнгөрөхдөө лазерын цацрагийн хүчийг нарийвчлан тохируулдаг. Энэ нь үйлдвэрлэгчдэд хараомгүй байдалтай хялбархан дүрснээс эхлээд гурван хэмжээст илүү нааш нь сунсан дүрснүүд хүртэлх олон төрлийн харааны хөгжмийг бий болгох боломжийг олгодог.

Давхарга давхаргаар аблаци хийх процессын талаар: Наалдаат пульс ашиглан гүнзгийрлийг бий болгох

Чанарын машиныг ашиглавал + / - 0.01 мм орчим нарийвчлалд хүрч болно. Түүний тулд галванийн сканерийг пьезо цахилгааны тавцан дээр суурилуулж, цацрагийг хурдан шилжүүлэх болон зөвхөн микрон түвшинд Z тэнхлэгийн жижиг хөдөлгөөнийг зохицуулж болно. Нэг дюймийн ижил төрлийн кубыг жишээ нь авч үзье. Энэ нь ерөнхийдөө 20-с 50 давхарга хүртэл хооронд хоорондоо давхардаж байрлах бөгөөд давхарга тус бүр нь 500-с 2000 хүртэлх лазерын туяаны цохлогоор бүтдэг. Машин ажиллуулагчид 0.1-с 10 микроджоуль хүртэлх импульсын энерги болон лазерын давтамжийг нь 1-с 100 килогерц хүртэл өөрчилдөг. Энэ тэнцвэрт байдлыг ашиглан хэвлэлийн шийдэл нь инжинеерийн хувьд 200 цэг дээр онцлон анхаардаг бөгөөд бүтээгдэхүүн тус бүрийг бүтээхэд 15-с 90 минут хүртэлх хугацаа зарцуулдаг.

3D гравировка 2D гравилгаас арга зүй болон үр дүнгээрээ ялгаатай

Уламжлалт 2D гравировка хийх аргууд нь зөвхөн гадаргуу дээр цөөн мм-ийн гүн хүртэлх нүүрсөжсөн тэмдгүүдийг үлдээх CO2 лазерийг ашигладаг. Гэвч 3D кристаллын гравировкин хүрээнд энэ асуудал илүү сонирхолтой болдог. Эдгээр амьдралд нэвтэрсэн аргууд нь кристаллын доторх нарийн зураг төрхийг боловсруулж, ойролцоогоор 10 см гүнд хүрч болдог. Энэ нь юугаараа онцгой вэ? Кристаллыг гаранд авч эргүүлэх үед зураг төрхийн янз бүрийн хэсгүүд байрлалаа өөрчилж байна уу гэж харагддаг бөгөөд энэ нь бодит параллакс үзэгдэл үүсгэдэг. Энэ жилийн эхээр материалын шинжлэх ухааны судалгаа сонирхолтой мэдээлэлтэй байв. 3D гравиртай кристаллууд нь орж ирж буй гэрлийн 98% нь дамжуулах чадвартай байна. Харин энгийн 2D гравирууд зөвхөн 85% орчим дамжуулдаг. Энэ нь илүү гүн гравирууд нь оптик чанарын хувьд илүү сайн байдагт хүрдэг бөгөөд иймд л хүндэт брэндүүд илүү өндөр төлөвлөгөөт бүтээгдэхүүнүүдэд илүү таашаагддаг.

Кристаллын гравир хийх машины гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд өндөр нарийвчлалын үр дүнгээр

Өндөр нарийвчлалтай 3D ажил хийх боломжийг олгдог лазерийн гравировка төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Өнөөдөр кристалл гравировлэх машинууд нь ерөнхийдөө дөрвөн үндсэн хэсгээс бүрддэг. Эхлээд 10 микрометрээс бага долгионы урттай нарийн төвөгтэй лазерийн модуль байдаг. Дараа нь динамик Z-тэнхлэгийн фокусын хэсгүүд нь агаар хөргөдөг гальванометрийн сканеруудтай хамт ажилладаг бөгөөд хөдөлгөөнийг удирддаг, мөн бүхий л процессыг хянах бодит цагийн мэдээллийн датчикууд байдаг. Бүх эдгээр хэсгүүд зэрэг ажиллах үед тэдгээрийн давтагдах байршлын нарийн төвөгт байдал нь дунджаар 5 микрометр байдаг. Энэ нь олон давхаргатай нарийн 3D гравировлолт хийхэд маш чухал. Хамгийн өндөр төвшний машинууд нь дулааны компенсацын тусгай системүүдийг мөн агуулж эхэлсэн. Энэ системүүд нь урт хугацааны гравировлолтын үед кристаллын тэлэлтийн асуудлыг бууруулдаг. 2024 онд хэвлэгдсэн хамгийн сүүлийн лазер гравировлолтын технологийн тайлангийн мэдээллээр энэ төрлийн дулааны удирдлагын систем нь ижил төрлийн онцлог шинж чанар бүхий тоног төхөөрөмжгүй харьцуулахад гажигийг дөрөвний нэг хувиар бууруулдаг байна.

Гүн өөрчлөхөд лазерын хүч, фокус, хурдны удирдлагын үүрэг

Янз бүрийн гүнийг зөв авахын тулд хэд хэдэн хүчин зүйлсийг анхааралтай тэнцвэртэй байлгах шаардлагатай. Лазерын хүчний тохируулга нь 15-аас 60 ваттын хооронд хэлбэлзэх бөгөөд фокусын гүнийг 0.1 мм-ээс 25 мм хүртэлх 0.1 мм-ийн алхамтайгаар тохируулж болно. Мөн сканийн хурд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь 50-аас секундэд 2000 мм хүртэл хэлбэлзэж болно. Орчин үеийн тоног төхөөрөмжүүд эдгээр өөрчлөлтүүдийг маш хурдан гүйцэтгэх чадвартай болсон. Зарим амьдрамгай загварууд нь зөвхөн 0.01 секундэд горимыг нь солих чадвартай бөгөөд 0.2 мм-ээс бага гүнэтэй байж болох хөнгөн бүтээлээс эхлээд 8 мм-ээс илүү гүн оруулах боломжийг хангаж, бүхэлдээ нэгэн зэрэг ажиллагааг зогсохгүйгээр хийх боломжтой. Бодит нөхцөлд хийсэн туршилтаар цаадах хүчний хяналтыг хэрэглэсэн систем нь бүх үйлдвэрлэлийн явцад гүний нарийвчлалыг ±2%-ийн дотор хадгалж чаддагийг харуулсан. Энэ нь хуучин нээлттэй системээс ойролцоогоор 15% сайжруулалт хийсэнд тооцогдох бөгөөд энэ нь эцэст нь хаягдал багатай, чанарын хяналт сайн бүхий үйлдвэрлэлийг хангаж өгнө.

Кристалл боловсруулах машины хөдөлгөөний удирдлагын систем болон тэгшитгэлийн ач холбогдол

Нарийн үр дүнгийн боловсруулалт нь эд зүйлсийг 0.5 микрометрийн нарийцтай байрлуулж чаддаг шугаман хөдөлгүүрийн талбай болон 0.001 градусаас бага өнцгийн хазайлтыг хадгалж чаддаг төхөөрөмжинд ихээхэн хамаардаг. Орчин үеийн тэгшитгэлийн аргуудын талаар ярихад лазерын интерферометр нь метр тутамд нэг микрометрээс бага байх зовиу хазайлтыг амжилттай бууруулдаг. Энэ нь ойролцоогоор 300 куб миллиметр хүртэлх хэмжээтэй том кристаллын бүтцийг боловсруулж байхад маш их ач холбогдолтой байдаг. Хамгийн сүүлийн үеийн хөдөлгөөний удирдлагын системүүд нь бодит цагт таван тэнхлэгийн засварыг секундэд 1000 удаа гүйцэтгэдэг. Энэ өндөр давтамжтай засвар нь жижиг алдаанууд ч хэв маягийн бүтээгдэхүүнд харагдах дутагдал үүсгэж болох нарийн гурван хэмжээст дүрс болон муруй гадаргууд ажиллах үед маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Мэргэжлийн төрлийн машины программ хангамжийн интеграци болон системийн тогтвортой байдал

Захиалгат хөгжүүлсэн программ нь эд нарын 3D загварын дизайн бодит машины команд болгон хувиргадаг адаптив давхаргын огтлолтын технологийг ашигладаг. Эдгээр алгоритмууд нь геометрийн нарийвчлалын түвшнээс шалтгаалан энергийн түвшинг квадрат сантиметрт ойролцоогоор 5-100 жоуль хүртэл өөрчилдөг. Хурц ирмэгийг зөв боловсруулахад бидний бодит цагийн хэлбэлзлийн тогорхой систем нь тодорхой ялгааг оруулдаг. 200-500 килогерц давтамжийн хурдан хөдөлгөөнт загваруудыг боловсруулж байх үед ирмэгийн чанарын сайжруулалтыг 18 хувь байгааг бид харсан. Тэгэхээр засвар үйлчилгээний төлөвлөлтийг ч мартаж болохгүй. Бидний онцгой эрүүл мэндийн хяналтын технологи нь хэсгүүдийн элэгдэл эхлэх үед тодорхойгүй нарийвчлалын түвшинд 94% орчим нарийвчлалын түвшинд илрүүлдэг. Ийм таамаглалын чадавхи нь ихэвчлэн ийм төрлийн индустрийн нэгжүүд нь том засварын шаардлагатай болох хүртэл долооноос арван жил хүртэл үргэлжилдэг шалтгааныг тайлбарладаг.

2D Зурагнаас 3D Шедэврүү: Нягтлан тоолох гэрлийн зураглал ба Загварын хувиргалт

Тунгалаг загварын гүнзгий байдалд нягтлан тоолох гэрлийн зураглалын боловсруулалт

Кристалл цохилтын машинууд нь ердийн хавтгай зургуудыг гайхалтай 3D дүрс болгон хувиргадаг. Тэдгээр нь зургийн өнгөний ялгааг уншиж, түүнийг кристалл дотор хэр гүнзгий цохихыг зааж өгдөг заавар болгон хувиргадаг. Түүнийг ингэж бодоод үз: зургийн хамгийн харанхуй хэсэгт машин нь материалыг гүнзгий цохих ёстойг мэддэг бол тунгалаг хэсгүүдийг гадаргуу дээр нь хөнгөн цохино. Өнгөрсөн жил Смитсонийн АртТекноложи институудын хэвлэсэн судалгаагаар эдгээр машинууд нь гараар цохих бодит хэмжээндээ гурван дахин нарийвчлалтай бүтээл үүсгэдэг байна. Энэ нь урьдчилан тодорхойлсон аргуудыг ашиглаж буй үед их хэмжээний дэлгэрэнгүй мэдээлэл алдагддагтай харьцуулахад маш гайхалтай юм.

3D Цохилтын Наpийвчлалын Төлөө Гpaвитон Өнгөний Зуpаг Ашиглах

Өндрийн зурагт - ялангуяа тодрол нь өндрийг илэрхийлдэг нөхцөлд гэрлийн тусламжтайгаар налуу, оргил, тагт гүнзгийд 0.01 мм босоо нарийн төвөгтэй бүтээхэд тусалдаг. Зураачид ихэвчлэн олон зургийг давхарлан хэрэглэдэг бөгөөд эдгээр нь санамгийн бүтээл дээрх нүүрний дүрс, барилгын багана дээрх газар зүйн нарийн төвөгийг тодорхойлж чаддаг.

2D зургийг олон давхаргат 3D загвар болгон хөрвүүлдэг программ хангамжийн алгоритм

Тусгай программ нь ирмэг илрүүлэх, вокселд суурилсан загварчлал ашиглан хөрвүүлэх процессыг автоматаар хийдэг. Энгийн 4 инчийн кристал цэнхэр хайрцагны хувьд эдгээр хэрэгслүүд нэг 2D оролтын өгөгдлөөс 120–150 давхаргыг үүсгэж чаддаг бөгөөд хүчийг тохируулж гадаргуугийн нарийн төвөгийг хадгалж байдаг. Одоогоор ухаалаг таамаглалын хөдөлгүүрүүд кристаллын суурин дээр гарах гэрлийн хугарлыг засаж, дүрсийн чанарыг сайжруулж байна.

Одоогийн нөхцөлд хар цагаан өнгийн зургийн тодорхойлолтын хязгаарлалт

Хар цагаан хөрвүүлэлт нь өргөн хүрээний үр дүнтэй боловч 50 мкм-с бага шинж чанаруудад, жишээ нь зурагт эсвэл 8pt-с бага хэмжээтэй текстэнд тод чанар нь алдагддаг. 256-өнгийн хязгаар нь мөн наран тусах гэх мэт градиент ихтэй загваруудад харагдах зурвас үүсгэх бөгөөд тон зөөлөн шилжихийн тулд гар аргаар сайжруулалт хийх шаардлагатай байдаг.

Сэтгэл татам 3D кристаллын гравировкыг тогтвортой байдлаар зохион бүтээх

Кристаллын урлагт эстетик хөөр хийцийн бат бөх байдлыг зохицуулах

Кристаллын урлагийг бүтээхэд загварын эрмэлзлэл ба материал дахь хязгаарын хармони шаардлагатай. Машины нарийвчлал нь ±5 мкм байх бөгөөд NIST 2023 стандартын дагуу шалгагдсан байна. Бүтцийн бат бөх байдлыг сулруулах микроскопин трещинуудаас сэргийлэхийн тулд. Загварчид энгийн гүнүүдийг зорилтот байдлаар тархуулдаг. Өндөр даралттай бүсэлд анхны массын 60–70% хадгалж, гүнзгий бүсээр харах үед гүндийг мэдрүүлэхийг сайжруулдаг.

Дүрсийн гүнийг сайжруулах 3D эффектүүдийн тулд олон давхаргат гравировк хийх

Импульсийн лазераар хамгийн олондоо 15 өөр үе давхаржин тасалдаг, тус бүр нь гэрэл эдгээр кристалл ашиглан хугарах байдлыг өөрчилдөг. Хэвлэгдсэн судалгаа Оптик Материалын Сэтгүүл (2022) Илүү гүнзгий үеүүд нь хүрээлэн буй орон зайн 68% ий хүрэлцээг тодорхойлж, хугарлын заагаа хэтрүүлэхгүйгээр баялаг хэмжээний нөлөө үзүүлэх боломжийг олгодог.

Кристалл таслах үед нарийн төвөгт байдлыг чанарын гол шинж болгон хадгалж байх

Мэргэжлийн үр дүн нь дараах гурван чухал хүчин зүйлд хамааралтай: лазерын долгионы уртыг оновчтой байлгах (кристалл хэрэглээнд ихэвчлэн 532нм ногоон лазер ашигладаг), дэд суурь дээрх температурыг 120°C-аас доош байлгах дулааны удирдлагыг хангах, мөн жигд олон чиглэлийн тасалгааг хангахын тулд 0.001° нэмэлт эргэлтийн хяналтыг бий болгох.

Тодорхой байдал, харьцуулалт, бат бөх чанарыг оновчтой болгохын тулд дагаж мөрдөх зөвлөмж

Дэд үйлдвэрүүд дараах зөвлөгөөг өгдөг:

• Материалыг зохицуулан авахын тулд 80–120Вт лазерын чадлыг ашиглах
• Гүнзгий ойлголтыг хамгийн их байлгахын тулд 25–40% нүүрстөрөгчийн градиентийг хэрэглэх
• Тасалгааны дараа ультразөөн цэвэрлэгээ хийх (40кГц давтамжтайгаар 3–5 минут)
• Гурван хэмжээст харагдацыг 35%-иар нэмэгдүүлэхийн тулд гэрлийн тусгал бууруулах бүрхүүл хэрэглэх

Гурван хэмжээст кристалл боловсруулалтын хэрэглээ болон зах зээлийн чиг хандлага

Орчин үеийн кристалл боловсруулах төхөөрөмжүүдийн боломжууд нь хувь хүнд захиалагдсан үйлдвэрлэлийг өргөжүүлсэн бөгөөд 2033 онд салбарын орлого 250 сая ам.доллар хүрэх, жилд дунджаар 9.2% өсөхөөр төлөвлөгдсөн байна (Verified Market Reports, 2024). Энэ өсөлт нь дээд зэргийн бараа, байгууллагын бэлэг, урлагийн бүтээлүүдэд энэ технологийг ашиглаж эхэлсний илрэл юм.

Урлаг болон дизайн дахь гурван хэмжээст боловсруулалтын хэрэглээ: хөшөө, суурилуулалт

Зурагт урлагчид дотоод гадаргуугийн боловсруулалтыг ашиглан гэрлийн өнгө өөрчлөгдөх хөшөө, музейн суурилуулалт хийдэг. Нэг кристалл дээр 50,000 орчим нарийн цэгт лазер ашиглан гүнзгий бүтцийг дүрслэн, орчны гэрэлтэй харилцан үйлчилдэг. Шилэн урлагийн олон улсын биенналег 2024 онд энэ аргыг ашиглан хийсэн 12 тавилгаар танилцуулсан бөгөөд энэ нь орчин үеийн урлагт эзлэх байрыг нь харуулж байна.

Хувь хүнд захиалагдсан дээд зэргийн бараанууд: захиалгат шагнал, бэлэг, байгууллагын санамж

2024 оны сүүлчийн мэдээллээр зах зээлийн судалгаа хийж буй Intellect-ийн мэдээллээр одоогоор худалдааны төхөөрөмжүүдийн ойролцоогоор 42 хувийг онцгой бэлгийн зах зээл дээр ашиглаж байна. Хүмүүс 3D лого бүхий захиалгат трофе, мэдээлэл нь маш нарийн дэлгэрэнгүй хүний мөрөөр хийгдсэн санамж, хэд хэдэн давхаргаас бүрдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан жинхэнэ зургийн адил харагдах гэрлэх бэлгүүдийг хүсдэг болсон. Технологи мөн маш сайн болсон. Одоо үед төхөөрөмжүүд нэг хүний царайг 0.1 мм нарийвчлалтайгаар хөөж чаддаг болсон тул хүний царайг хөөх үед жинхэнэ зургийн адил харагддаг. Зарим хүмүүс эдгээр зургуудыг маш гайхалтайгаар бодитой болгож байгаагийг дүрсэлж байна.

Туршлагын жишээ: DEZHOU QIJUN AUTOMATION EQUIPMENT CO., LTD компанийн коммерц арт кристалл дээрх нөлөөлөл

Хятадын эвсэн үйлдвэрлэгчийн 2023 оны бүтээгдэхүүний мөр нь ахисан технологийн систем нь хэрхэн илүү хүртээмжтэй болсныг харуулж байна. Тэдний гибрид лазерийн платформ нь нарийн 3D шагналын үйлдвэрлэлийн хугацааг 68%-иар бууруулсан бөгөөд <0.05 мм нарийвчлалыг хадгалан ажиллаж байна. Тэдний патентлагдсан хөргөлтийн систем нь машины ажиллагааг өндөр эрэлттэй орчинд 22%-иар нэмэгдүүлсэн болохыг тусгай шалгалтаар баталгаажуулсан.

Зүй тогтол: Премиум зах зээлд захиалгат 3D кристаллын бүтээгдэхүүний эрэлт ихсэж байна

Дэлхийн кристалл лазерийн гравировкын машинуудын борлуулалтын 38% нь Хойд Америкт эзэлдэг бөгөөд захиалгат ювелирны харуул, архитектурын масштабын загвар, дэлгүүрт кристаллын хэсгүүдийн эрэлт нь энэхүү зах зээлийг түрэлзүүлж байна. Мэргэжлийн шинжилгээ нь премиум худалдан авагчдын 74% нь гравировкын кристаллын бараа сонгохдоо "техникийн мастерлаг боловсрол"-д анхаарал тавьдаг болохыг харуулж байна. Энэ нь 200+ давхаргын гравировкыг хийх чадвартай системийн зах зээлийн эрэлтийг бий болгодог.

3D лазерийн гравировкын технологийн талаарх асуулт хариулт

3D лазерийн гравировк гэж юу вэ?

3D лазерийн гравировка нь цэвэр материалын дотор загваруудыг бичихийн тулд чиглэгдсэн лазерын цацраг ашиглахыг багтаана. Энэ нь олон өнцгөөс харах боломжтой нарийн загваруудыг үүсгэдэг.

3D гравир нь 2D гравироос яаж ялгаатай вэ?

Гадаргуугийн цөөнхөн шугамыг үлдээдэг 2D гравираас ялгаатайгаар 3D гравир нь материалын дотор нарийн загваруудыг үүсгэх боломжийг олгодог бөгөөд илүү сайн оптик чанар болон гүнзгий мэдрэг чанарыг хангана.

3D лазерийн гравирт ихэвчлэн ямар материалыг ашигладаг вэ?

Кристалл шиг чанар сайтай гэрлийг нэвтрүүлдэг материалыг ихэвчлэн ашигладаг. Учир нь лазерын цацрагийг ашиглан нарийн гравир хийх боломжийг олгодог.

3D лазерийн гравил машины үндсэн хэсгүүд нь юу вэ?

Эдгээр машинуудад ихэвчлэн лазерийн модуль, динамик Z-тэнхлэгийн фокусын хэсгүүд, агаар хөргөдөг гальванометр сканер, мөн өндөр нарийвчлалтай гравир хийх боломжийг олгодог бодит цагийн хяналтын сенсорууд байдаг.

3D кристаллын гравир нь хаана ашиглагддаг вэ?

хувь хүнд тохируулсан дэлгэмэл эд, шагнал, компани байгууллагын бэлэг, хөшөө, урлагийн бүтээл зэрэгт гурван хэмжээст кристал цаасан боловсруулалт ашигладаг.