Performance and Accuracy of the Shifted Laser Surface Texturing Method

Abstract

Metoda posuvného laserového texturování povrchu (sLST) byla vyvinuta pro zlepšení produkční rychlosti funkčních textur a k jejich průmyslové využitelnosti. Tento článek porovnává metodu sLST s klasickými metodami na praktickém příkladu strukturování se zaměřením na dosažení nejvyšší rychlosti zpracování. Přesnost textury je hodnocena měřením velikosti a kruhovitosti spotu (s použitím LabIR barvy) a měřením hloubkového profilu pomocí kontaktního profilometru. Byly vypočteny zvýšená teplota tepelné akumulace a účinnost využití laseru. Klasické metody (vyplňování po křivkách a šrafování) fungovaly dobře (odchylka ≤ 5 %) až do určité skenovací rychlosti (0,15 a 0,7 m/s). Pro metodu sLST nebyl nalezen žádný limit způsobený skenovací rychlostí do maxima systému (8 m/s). Tvary hloubkového profilu vykazovaly pro všechny metody podobné odchylky (6 % až 10 %). Metoda sLST v dávkové variantě dosáhla nejvyšší rychlosti zpracování (11x rychlejší, 146 mm2/min). Metoda sLST ve variantě vyplňování po křivkách dosáhla nejvyšší účinnosti zpracování na potřebný výkon laseru (64 mm2/(min·W)), nejnižší zvýšení teploty akumulace tepla (3 K) a nejvyšší účinnost využití laseru (99 %). Byly popsány výhody kombinace posuvné metody s GHz dávkovým obráběním a s použitím mnoha laserových stop.