Shifted Laser Surface Texturing (sLST) in Burst Regime

Show simple item record
dc.contributor.authorMoskal, Denys
dc.contributor.authorMartan, Jiří
dc.contributor.authorKučera, Martin
dc.date.accessioned2019-11-25T11:00:19Z
dc.date.available2019-11-25T11:00:19Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractVysoká rychlost laserového skenování a vysoká přesnost jsou dva opačné parametry pro efektivní texturování povrchu laserem (LST). Použití sekvence laserových pulzů (nazývaných burst) pomáhá zvýšit efektivitu zpracování a rychlost, ale přesné řízení přicházejících laserových pulsů se stává obtížným úkolem pro mikro-texturování. V této práci je prezentováno jedno možné řešení tohoto dilematu: skenovací strategie zvaná posuvné laserové povrchové texturovaní (sLST) v režimu burst. Tato burst sLST představuje alternativní metodu, kdy setrvačnost skenovacích zrcadel se stává užitečným faktorem při vyšších rychlostech. Diskutovány jsou fyzikální principy interakce laserového pulzu s povrchem materiálu a výsledné podpovrchové teplotní pole. Akumulace tepla byla vypočtena ze semiplanárního modelu distribuce teploty z laserových stop v linii burstu. Zbytková podpovrchová teplota a tlak se v případě minimální výstupní drsnosti laserem zpracovaného povrchu nazývá pozitivní akumulace tepla. Experimentální aplikace burst sLST byla provedena pomocí pikosekundového laseru s galvanometrickým skenovacím systémem. Výsledky byly vyhodnoceny nově vyvinutou tvarovou analýzou objektů detekovaných na kontrastních obrazech laserem zpracovaných povrchů z nerezové oceli natřených barvou s vysokou emisivitou. Odchylka v přesnosti sLST byla stanovena z větších a menších průměrů detekovaných mikroobjektů na povrchu s povlakem LabIR. Drsnost hloubkové struktury u mikrokobjektů byla měřena profilometrem povrchu a porovnána s cílovým profilem a rozložením pozitivní tepelné akumulace. Metoda sLST v režimu burst umožňuje významné zvýšení rychlosti zpracování při zachování dobré přesnosti vyráběné textury.cs
dc.description.abstract-translatedHigh laser-scanning speed and high precision are two opposite parameters for effective laser surface texturing (LST). Application of a sequence of laser pulses (called burst) helps to increase the processing effectivennes and speed, but precision control of laser pulses arriving becomes a difficult task for micro-texturing. In this work, one possible solution for this dilemma is presented: a scan-ning strategy called shifted laser surface texturing (sLST) in burst regime. This burst sLST repre-sents an alternative method, where the inertia of galvanoscan mirrors becomes a useful factor at higher speeds. Physical principles of laser burst interaction with a material surface and resulting subsurface thermal-stress fields are discussed. Heat accumulation was calculated from a semi-planar model of temperature distribution from laser spots in the line of the burst. Residual subsurface temperature and pressure is called positive heat accumulation in the case of minimal output roughness of laser-scanned surfaces. Experimental application of the burst sLST was performed with a pico-second laser with a galvanoscan system. Results were evaluated by newly developed shape analysis of objects detected on contrast images of laser-processed stainless steel surfaces painted with high-emissivity paint. Deviation in sLST precision was determined from larger and smaller diameters of detected microobjects on the surface with LabIR coating. The roughness of depth structure in microobjects was controlled by a contact surface profiler and compared with the goal profile and positive heat accumulation distribution. The sLST method in burst regime enables a significant increase of processing speed while maintaining good precision of the produced texture.en
dc.format7 s.cs
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationMOSKAL, D., MARTAN, J., KUČERA, M. Shifted Laser Surface Texturing (sLST) in Burst Regime. Journal of Laser Micro Nanoengineering, 2019, roč. 14, č. 2, s. 179-185. ISSN 1880-0688.en
dc.identifier.document-number486331200011
dc.identifier.doi10.2961/jlmn.2019.02.0011
dc.identifier.issn1880-0688
dc.identifier.obd43927372
dc.identifier.uri2-s2.0-85073275564
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11025/35987
dc.language.isoenen
dc.project.IDED2.1.00/03.0088/CENTEM - Centrum nových technologií a materiálůcs
dc.project.IDLO1402/CENTEM+cs
dc.publisherJapan Laser Processing Societyen
dc.relation.ispartofseriesJournal of Laser Micro Nanoengineeringen
dc.rights© Japan Laser Processing Societyen
dc.rights.accessopenAccessen
dc.subjectlaserové texturování povrchucs
dc.subjectburst režimcs
dc.subjectpozitivní akumulace teplacs
dc.subjectskenovací strategiecs
dc.subjectposuvné LSTcs
dc.subject.translatedlaser surface texturingen
dc.subject.translatedburst regimeen
dc.subject.translatedpositive heat accumulationen
dc.subject.translatedscanning strategyen
dc.subject.translatedshifted LSTen
dc.titleShifted Laser Surface Texturing (sLST) in Burst Regimeen
dc.title.alternativePosuvné laserové povrchové texturovaní (sLST) v režimu burstcs
dc.typečlánekcs
dc.typearticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen

Files

Collections

OBD
 Articles (CT3)
 OPEN License Selector