Systém z NTC umí měřit povrchové teploty při ultrakrátkém pulzním laserovém mikroobrábění

Úspěchy Věda Zaměstnanci

Výzkumníci z NTC vyvinuli měřicí systém určený k měření povrchové teploty během ultrakrátkého pulzního laserového mikroobrábění. Detaily této problematiky popsali v článku publikovaném ve vědeckém časopisu International Journal of Heat and Mass Transfer. V článku vyvinutý měřicí systém objasňují a zároveň sdílí teploty, které se jim jako prvním v neuvěřitelně rychlém ději podařilo naměřit.

Laserové mikroobrábění je technologie, při které je materiál odebírán v místě dopadu laserového paprsku. Paprsek působí na velmi malou plochu a je charakteristický vysokou intenzitou záření. V místě dopadu paprsku se materiál při vysoké rychlosti ohřeje a následně odpaří. Průmyslové firmy z oblasti elektro, letectví, optiky a dalších tuto technologii využívají pro obrábění nejrůznějších kovových i nekovových materiálů jako jsou hliník, měď, ocel, titan, sklo, polymery nebo diamanty.

Ultrakrátké pulzní laserové mikroobrábění je ovlivněno akumulací tepla, která je výsledkem zbytkového tepla z předchozích laserových pulzů na povrchu vzorku. „Až dosud většina prací analyzovala akumulaci pomocí numerického modelování. My jsme se s kolegy zaměřili na vývoj systému měření teploty akumulace tepla přímo během procesu v časových rozsazích nanosekund a mikrosekund a také ho poprvé použili,“ objasňuje přínos vědeckých zjištění Jiří Martan, vedoucí výzkumné skupiny z oddělení Termomechaniky technologických procesů na NTC.

Měřící systém, který výzkumníci z NTC vyvinuli, je založen na infračervené radiometrii a obsahuje rychlý fotodetektor, chlazený kapalným dusíkem, a paraboloidní zrcadla. Při měření bylo mikroobrábění drážek prováděno pomocí 14wattového pikosekundového laseru s různými pulzními energiemi, opakovacími frekvencemi a rychlostmi skenování. „Abychom mohli získat teploty z měřeného signálu, museli jsme také provést speciální kalibraci měřícího systému,“ dodává Jiří Martan.

Získaná teplota akumulace tepla se pohybovala od 300 °C do 2600 °C pro rychlosti skenování od 8 metrů za sekundu do 0,07 metrů za sekundu a pulzní energie od 0,1 mikrojoulů do 100 mikrojoulů. Výsledky měření teplot byly potvrzeny pomocí měření drsnosti povrchu a účinnosti ablace.

Galerie


Nové technologie - výzkumné centrum

Dita Sládková

20. 01. 2021


Tři součásti ZČU byly v rámci mezinárodní evaluace hodnoceny jako excelentní

Univerzita Úspěchy Věda

Celouniverzitní

23. 02. 2021

Obnovené vyšetřování smrti Jana Masaryka potvrdilo závěry týmu Západočeské univerzity

Tisková zpráva Univerzita Věda

Nové technologie - výzkumné centrum

09. 03. 2021

Díky projektu DESING+ opět poznaly desítky studentů, co je mezioborová spolupráce

Spolupráce Studenti Tisková zpráva

Fakulta strojní

25. 02. 2021