العربية 
English 
Español 
हिन्दी 
Português do Brasil 
Русский 
日本語 
Deutsch 
한국어 
Français 
Türkçe 
Polski 
Tiếng Việt 
Italiano 
简体中文 الجيل الجديد من تقنية الحقن المباشر للأسطوانة هو التكنولوجيا السائدة في مجال محركات السيارات. إنه يضخ الوقود بدقة في الأسطوانة من خلال حاقن الوقود ويمتزج بالكامل مع هواء السحب لإعطاء الوظيفة الكاملة لتأثير كل قطرة وقود.
كما يتضح من الشكل أدناه ، هناك مسام دقيقة موزعة على الحاقن ، قطرها أقل من 150 ميكرون. سيؤثر قطر الثقب وخشونة السطح والموضع والشكل وما إلى ذلك بشكل مباشر على أداء الحاقن ، لذلك هناك متطلبات معالجة صارمة. في الوقت نفسه ، من أجل تحقيق الفعالية من حيث التكلفة ، يلزم التحكم في وقت المعالجة لكل ثقب صغير في غضون ثوانٍ قليلة.
لذا فإن المشكلة تكمن في أن متطلبات معالجة الثقوب الدقيقة للحاقن تتجاوز بكثير قدرة تقنية الحفر الميكانيكية التقليدية. ما هي العملية المستخدمة لمعالجة هذه الثقوب الدقيقة بدقة؟
طريقة المعالجة التقليدية مقابل تقنية معالجة الثقب الصغير المبتكرة
في الوقت الحاضر ، تشمل طرق تشكيل الفتحات الصغيرة الشائعة للحاقن بشكل رئيسي الحفر الميكانيكي ، EDM وآلة ليزر الفيمتو ثانية.
تكلفة الحفر الميكانيكي هي الأعلى. نظرًا لأن أداة حفر الثقوب الصغيرة باهظة الثمن وسهلة التآكل في عملية المعالجة ، كما أن الأداة بها مخاطر حدوث كسر ، مما يؤثر بشكل مباشر على اتساق معالجة الثقب الصغير وإنتاجية المنتج ، كما أن تكلفة المواد الاستهلاكية مرتفعة.
على الرغم من أن EDM أكثر مرونة قليلاً من حجم الحفر الميكانيكي ، إلا أن كفاءة التصنيع منخفضة وخشونة السطح ليست مثالية. على وجه الخصوص ، سوف تكون هناك طبقة إعادة صهر على سطح الآلة. في الوقت نفسه ، يجب علينا أيضًا مراعاة تكلفة القطب الكهربائي واستقرار العملية.
ومع ذلك ، لا يمكن أن ينتج ليزر الفيمتو ثانية حرارة في عملية المعالجة ، ولا تحتوي الفتحة الدقيقة التي تتم معالجتها بواسطة ليزر الفيمتو ثانية على طبقة إعادة صهر ونغمات ، والتي يمكن أن تحصل على حافة حادة أكثر وضوحًا وجودة سطح أفضل ، وبالتالي إطالة عمر الفوهة.
بأخذ ثقب بقطر 150 ميكرومتر وعمق 0.5 مم كمثال ، تتم مقارنة نتائج المعالجة بالآلة الإلكترونية للشرارة EDM وليزر الفيمتو ثانية
يُظهر الجانب الأيسر من الشكل الفتحة الدقيقة التي تم تشكيلها بواسطة EDM والجانب الأيمن يُظهر الفتحة الدقيقة التي تم تشكيلها بواسطة ليزر الفيمتو ثانية
من الجدير بالذكر أننا لسنا على دراية بالمعالجة بالليزر. إذن ، ما الفرق بين ليزر الفيمتو ثانية وليزر النانو ثانية وليزر البيكو ثانية الذي نسمعه كثيرًا؟
دعنا نوضح تحويل الوحدة الزمنية أولاً
1 مللي ثانية = 0.001 ثانية = 10-3س&nbسp;
1 ميكرو ثانية = 0.000001 ثانية = 10-6س
1 نانو = 0.0000000001 ث = 10-9س
1ps = 0.0000000000001s = 10-12س
1fs = 0.000000000000001 ث = 10-15س
إذا فهمنا الوحدة الزمنية ، فسنعرف أن ليزر الفيمتوثانية هو معالجة ليزر نبضية قصيرة للغاية ، لذلك فقط يمكن أن يكون مؤهلًا للمعالجة عالية الدقة.
هناك ثقب حفر ليزر نانوثانية ، ثقب حفر ليزر بيكو ثانية وثقوب حفر ليزر فيمتو ثانية
آلية عمل ليزر الفيمتو ثانية
عندما يعمل ليزر الفيمتو ثانية على معالجة المعادن واللافلزات ، يكون المبدأ مختلفًا تمامًا. يوجد عدد كبير من الإلكترونات الحرة على سطح المعدن. عندما يشع الليزر السطح المعدني ، سيتم تسخين الإلكترونات الحرة على الفور ، وستصطدم الإلكترونات في عشرات الثواني الطائرة. ستنقل الإلكترونات الحرة الطاقة إلى الشبكة البلورية وتشكل ثقوبًا. ومع ذلك ، فإن طاقة اصطدام الإلكترون الحر أصغر بكثير من طاقة الأيونات ، لذلك يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لتوصيل الطاقة. ومع ذلك ، تم حل هذه المشكلة من قبل العلماء الصينيين.
عندما يعمل ليزر الفيمتو ثانية على المواد غير المعدنية ، بسبب وجود عدد قليل من الإلكترونات الحرة على سطح المواد ، يجب أن يتأين سطح المواد قبل تشعيع الليزر ، ومن ثم تتولد الإلكترونات الحرة. الروابط المتبقية متوافقة مع المواد المعدنية. عندما يتم استخدام ليزر الفيمتو ثانية لمعالجة الثقوب الدقيقة ، يتم تشكيل حفرة صغيرة في المرحلة الأولية. مع زيادة عدد النبضات ، يزداد عمق الحفرة. ومع ذلك ، مع زيادة العمق ، يصبح من الصعب أكثر فأكثر على الحطام أن يطير من قاع الحفرة. نتيجة لذلك ، تقل طاقة انتشار الليزر إلى الأسفل ، ولا يمكن زيادة حالة تشبع العمق ، أي يتم حفر ثقب صغير.
تطبيق تقنية ليزر الفيمتو ثانية
بدأ تطبيق تقنية ليزر الفيمتو ثانية في الظهور. تشمل صناعات التطبيق الرئيسية: صناعة أشباه الموصلات ، صناعة الطاقة الشمسية (خاصة تكنولوجيا الأغشية الرقيقة) ، صناعة العرض المسطح ، الصب الدقيق للسبائك ، الفتحة الدقيقة ومعالجة هيكل الإلكترود ، معالجة المواد الصعبة للطيران ، المعدات الطبية وغيرها من المجالات!
على خلفية صنع في الصين 2025 ، تواجه الصناعة التحويلية الصناعية التقليدية تحولًا عميقًا. يتمثل أحد الاتجاهات في تحسين الكفاءة والتحول إلى معالجة عالية الدقة ذات قيمة مضافة أعلى وحواجز تقنية أعلى. تتماشى المعالجة بالليزر تمامًا مع هذا الموضوع. ظهرت أجهزة الليزر ومعدات المعالجة بالليزر في مجالات التصنيع 3C المتطورة مثل إنتاج وحدة شاشات اللمس الإلكترونية للمستهلكين ، وتقطيع رقائق أشباه الموصلات ، وما إلى ذلك ، وإظهار آفاق تطبيق جديدة في معالجة الياقوت ، والزجاج المنحني ، وإنتاج السيراميك.
صناعة 3C
كممثل نموذجي لليزر النبضي فائق القصر ، يتميز ليزر الفيمتو ثانية بخصائص عرض النبضة القصير للغاية وقوة الذروة العالية للغاية. لديها مجموعة واسعة من كائنات المعالجة ، وهي مناسبة بشكل خاص لمعالجة المواد الهشة والمواد الحساسة للحرارة مثل الياقوت ، والزجاج ، والسيراميك ، وما إلى ذلك ، لذا فهي مناسبة لصناعة المعالجة الدقيقة في الصناعة الإلكترونية.
السبب الرئيسي هو أن تطبيق وحدة التعرف على بصمات الأصابع في الهواتف المحمولة منذ العام الماضي أدى إلى شراء ليزر الفيمتو ثانية. تتضمن وحدة بصمات الأصابع المعالجة بالليزر: ① تقطيع الرقائق ، ② قطع الرقائق ، ③ قطع الغطاء ، قطع وحفر لوحة ناعمة FPC ، ⑤ وسم بالليزر ، إلخ. من بينها ، تتم معالجة لوحة غطاء الياقوت / الزجاج وشريحة IC بشكل أساسي. استخدمت Apple 6 التعرف على بصمات الأصابع رسميًا منذ عام 2015 ، وعززت شعبية عدد من العلامات التجارية المحلية. في الوقت الحاضر ، معدل اختراق التعرف على بصمات الأصابع أقل من 50%. لذلك ، لا تزال هناك مساحة تطوير كبيرة لآلة الليزر المستخدمة لمعالجة وحدة تحديد بصمات الأصابع.
في الوقت نفسه ، يمكن أيضًا استخدام آلة الليزر في حفر PCB ، وتقطيع بسكويت الويفر ، وما إلى ذلك ، ويتوسع مجال التطبيق باستمرار. خاصة مع استخدام المواد الهشة ذات القيمة المضافة العالية مثل الياقوت والسيراميك في الهواتف المحمولة في المستقبل ، ستصبح معدات المعالجة بالليزر جزءًا مهمًا من معدات أتمتة 3C. نعتقد أن ليزر الفيمتو ثانية سيلعب دورًا واسعًا وعميقًا في مجال معدات المعالجة الأوتوماتيكية 3C في المستقبل.
محرك الطائرات
لفترة طويلة ، كانت تكنولوجيا تصنيع المحركات في الصين تمثل دائمًا عنق الزجاجة الذي يحد من تطور صناعة الطيران. جودة المنتجات لا ترقى إلى المستوى القياسي من جانبين: الأول هو تكنولوجيا المواد ؛ والآخر هو تكنولوجيا معالجة المواد. الحفر بالليزر فيمتو ثانية يحل هذه المشكلة!
في مجال الطيران ، تعتبر التوربينات الغازية هي أول مكون من ثلاثة مكونات رئيسية للمحرك ، وأداؤها يحدد بشكل مباشر جودة المحرك. ومع ذلك ، فإن درجة حرارة العمل لشفرة التوربينات للمحرك الهوائي لا تقل عن 1400 درجة مئوية ، لذلك من الضروري استخدام تقنية تبريد دقيقة للأجزاء ذات درجة الحرارة العالية ، وخاصة الشفرات.
عادة ما يتم تحقيق تبريد الشفرة من خلال عدد كبير من فتحات الفيلم بأقطار مختلفة. قطر الثقب حوالي 100 ~ 700 ميكرون ، والتوزيع المكاني معقد. معظمها عبارة عن فتحات مائلة بزوايا تتراوح من 15 درجة إلى 90 درجة. من أجل تحسين كفاءة التبريد ، غالبًا ما يكون شكل الثقوب على شكل مروحة أو مستطيل ، مما يجلب صعوبة كبيرة للمعالجة. في الوقت الحالي ، الطريقة السائدة هي EDM عالي السرعة ، لكن تصنيع إلكترود الأداة صعب للغاية ، والأجزاء المعالجة سهلة التآكل ، وسرعة المعالجة بطيئة ، ومن الصعب إزالة رقائق المعالجة في الحفرة ، فهي ليست كذلك من السهل تبديد الحرارة ، لذلك فهي غير مناسبة للإنتاج الضخم.
بالإضافة إلى ذلك ، عادةً ما يتم تغطية سطح شفرة المحرك الحديثة بطبقة من طلاء الحاجز الحراري ، والتي تكون عادةً مادة خزفية ، والتي لا يمكن تشكيلها بواسطة ماكينة EDM التقليدية ، وهي التقنية الرئيسية للتصنيع المتقدم للمحركات في المستقبل. مع تطوير مواد غير معدنة لشفرة المحرك ، أصبح EDM أكثر موثوقية. تتميز المعالجة بالليزر الفيمتو ثانية بالعديد من المزايا ، مثل القدرة على التكيف على نطاق واسع ، ودقة تحديد المواقع العالية ، وعدم وجود تشوه ميكانيكي ، وعدم وجود اتصال مباشر وما إلى ذلك. إنها مناسبة جدًا لتصنيع الثقوب الصغيرة.
رعاية طبية
في الوقت الحاضر ، يجب أن يكون ليزر الفيمتو ثانية المستخدم في العلاج الانكساري للعين من أكثر الأجهزة نضجًا في التطبيقات الطبية لتقنية الفيمتو ثانية. هناك أيضا موسع ، منظار داخلي ومعالجة القسطرة وما إلى ذلك.
في العلاج الطبي ، بالمقارنة مع الليزر ذو النبض الطويل ، تتركز طاقة ليزر الفيمتوثانية بدرجة عالية ، ولا يوجد تقريبًا أي تأثير لنقل الحرارة أثناء الإجراء ، لذلك لن يتسبب في ارتفاع درجة حرارة البيئة المحيطة ، وهو أمر مهم جدًا في التطبيق الطبي لـ جراحة ليزر. من ناحية أخرى ، ستصبح عدة درجات من ارتفاع درجة الحرارة موجات ضغط في لحظة وتنتقل إلى الخلايا العصبية لإحداث الألم. من ناحية أخرى ، قد يتسبب في أضرار قاتلة للأنسجة البيولوجية. لذلك ، يمكن أن يحقق ليزر الفيمتو ثانية علاجًا آمنًا وغير مؤلم وغير جراحي.
اختراق في تقنية الحفر بالليزر فيمتو ثانية
على الرغم من أن تقنية الحفر بالليزر الفيمتو ثانية تتمتع بمثل هذه القوة السحرية ، إلا أن تطويرها صعب للغاية أيضًا ، خاصة في جهود تكامل الأنظمة وهندسة التكنولوجيا ، إلا أن هناك صعوبات مختلفة ، كما أن طاقة الإخراج محدودة أيضًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كيفية تشكيل مجموعة كاملة من صناعة المعالجة الصغيرة التي يسهل اختراقها هي أيضًا مشكلة عالمية. ومع ذلك ، من خلال جهود العلماء الصينيين ، لم ندرك فقط التطبيق العملي للنظام وتكامله ، ولكن أيضًا اخترعنا تقنية معالجة اللولب ، والتي يمكن تخصيصها بشكل خاص بأشكال مختلفة من المسام الدقيقة ، والتي يمكن القول أنها في الصدارة موقع في العالم.
في الوقت الحاضر ، مع الترقية التدريجية لمعايير الانبعاثات في صناعة السيارات في الداخل والخارج ، أصبحت التحديات التي تواجه مصنعي الحاقنات ومصنعي المعدات الأصلية أكثر خطورة. لا يمكن للفتحات الدائرية التقليدية تلبية احتياجات العملاء. يسعى المصنعون باستمرار إلى تطوير أشكال فوهات خاصة وجديدة لتلبية المتطلبات. أصبحت مرونة ومزايا معالجة ليزر الفيمتو ثانية أكثر وضوحا.
أشكال ثقب الرش الخاصة والجديدة
