Эксперты по лазерам из Венского технического университета (TU Wien) в сотрудничестве с иерусалимской компанией Civan Lasers смоделировали ее революционную лазерную технологию с динамическим лучом. Будучи первым и единственным программным обеспечением для мультифизического моделирования, способным моделировать частоты мегагерцового уровня динамических лучевых лазеров (DBL) Civan, эта работа улучшает понимание того, как эти лазеры, формирующие луч, влияют на управление динамикой замочной скважины и ванны расплава.
«Способность лазера Civan формировать луч открывает новые возможности для повышения качества и скорости сварки во многих современных сложных условиях», — сказал Андреас Отто, профессор Института технологического машиностроения и фотонных технологий Венского технического университета. «Это действительно важное достижение, которое определит будущее технологий лазерной обработки материалов и даже откроет возможности для разработки совершенно новых приложений».
Предоставляя уникальную информацию о влиянии каждой формы и частоты луча на динамику замочной скважины и ванны расплава, этот инструмент моделирования будет играть решающую роль в разработке процессов, помогая оптимизировать форму и частоту луча для различных применений лазерной обработки материалов. Текущее моделирование сосредоточено на стыковой сварке труб из нержавеющей стали с зазором. Будущее сотрудничество будет направлено на другие области применения сварки, сверления и обработки поверхности с использованием различных материалов.
Сварка трубы из нержавеющей стали в стык была особенно сложной задачей. Ограниченная точность обрезки торцов трубы плюс ограничения системы зажима привели к небольшому зазору (от десятков микрон до нескольких сотен микрон). В этом процессе сварки, в котором использовались стандартные статические лазерные источники, не использовался присадочный материал, в результате чего возник зазор на линии контакта и некачественные сварные швы.
Чтобы найти решение, Civan экспериментировала со своим DBL, а затем сотрудничала с TU Wien для моделирования процесса. Результатом стало лучшее понимание того, почему одни формы работают лучше, чем другие. Моделирование также помогло разработать альтернативные формы лучей, которые могли бы решить эту проблему, и привело к разработке общих рекомендаций по проектированию подходящих форм лучей для таких ситуаций.
Запатентованная комбинация когерентных лучей Civan модулирует форму луча по желанию на мегагерцовых частотах без каких-либо движущихся частей. Оптическое объединение когерентного луча с фазированной решеткой объединяет множество одномодовых лазерных лучей в один более крупный луч. Каждый лазер излучает собственный свет, который перекрывается с другими лучами в дальней зоне, создавая дифракционную картину, которая открывает гибкость, необходимую для управления формой луча в реальном времени для создания DBL. Используя фазовые модуляторы для управления отдельными лучами, результирующую интерференционную картину можно изменить, чтобы максимизировать положение пятна луча и создать шаблоны различной формы, вписанные в движение луча.
