Využití ultrakrátkopulsních laserových technologií pro mikroobrábění a funkcionalizaci povrchu

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F25%3A00387261" target="_blank" >RIV/68407700:21220/25:00387261 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://www.rcmt.cvut.cz/cs/success-stories" target="_blank" >https://www.rcmt.cvut.cz/cs/success-stories</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Využití ultrakrátkopulsních laserových technologií pro mikroobrábění a funkcionalizaci povrchu

Popis výsledku v původním jazyce

Výsledek formou prezentace obsahuje teoretickou část, kde je charakterizováno laserové mikroobrábění, srovnání jednotlivých metod mikroobrábění. Dále tato část obsahuje vlivy laserového zážení na materiál, odlišností krátko- a ultrakrátkopulsních režimů a možné způsoby mikroobrábění laserem dle technologií. Po aplikačním přehledu již výsledek obsahuje tří podčásti, kde první část je věnována tangenciálnímu laserovému mikroobrábění rotačních součástí, které představuje perspektivní alternativu ke konvenčním metodám obrábění tvrdých a obtížně obrobitelných materiálů. Pozornost je zaměřena na vliv úhlu dopadu laserového paprsku na efektivitu úběru materiálu a na možnosti zvýšení objemové rychlosti úběru. Na základě experimentálních poznatků je představen koncept Adaptive Path Control, umožňující adaptivní řízení dráhy laserového paprsku pomocí in-process měření, který vedl k významnému navýšení produktivity při zachování kvality obrábění. Druhá část se zabývá laserovým mikroobráběním čelního Hirthova ozubení jako alternativou ke konvenčnímu broušení. Byla ověřena technologická proveditelnost výroby pomocí ultrakrátkopulsního laseru a porovnána tvarová přesnost a kvalita povrchu s broušenými referenčními vzorky. Výsledky prokázaly, že při použití optimalizovaných laserových strategií lze dosáhnout srovnatelné geometrické přesnosti, přičemž identifikované odchylky jsou dále technologicky řešitelné. Třetí část je zaměřena na laserové mikroobrábění obecných (tvarově složitých) ploch, zejména na problematiku projekce 2D struktur na 3D povrchy a vliv proměnlivého úhlu dopadu a polarizace laserového záření na homogenitu úběru materiálu. Byly navrženy a experimentálně ověřeny metodické postupy umožňující stabilní strukturování obecných ploch a realizovány demonstrační dílce, které potvrzují aplikační potenciál technologie v průmyslové praxi.

Název v anglickém jazyce

Use of Ultrashort Pulse Laser Technologies for Micro-Machining and Surface Functionalization

Popis výsledku anglicky

The result in the form of a presentation includes a theoretical part, which characterizes laser micro-machining and compares individual micro-machining methods. This part also covers the effects of laser irradiation on materials, the differences between short-pulse and ultra-short-pulse modes, and possible methods of laser micro-machining according to technology. After the application overview, the result contains three subsections, the first of which is devoted to tangential laser micro-machining of rotating components, which represents a promising alternative to conventional methods of machining hard and difficult-to-machine materials. Attention is focused on the influence of the angle of incidence of the laser beam on the efficiency of material removal and on the possibilities of increasing the volumetric removal rate. Based on experimental findings, the concept of Adaptive Path Control is presented, enabling adaptive control of the laser beam path using in-process measurements, which has led to a significant increase in productivity while maintaining machining quality. The second part deals with laser micro-machining of Hirth splines as an alternative to conventional grinding. The technological feasibility of production using an ultrashort pulse laser was verified, and the shape accuracy and surface quality were compared with ground reference samples. The results showed that comparable geometric accuracy can be achieved using optimized laser strategies, with the identified deviations being further technologically resolvable. The third part focuses on laser micromachining of general (complex-shaped) surfaces, in particular on the issue of projecting 2D structures onto 3D surfaces and the influence of the variable angle of incidence and polarization of laser radiation on the homogeneity of material removal. Methodological procedures enabling stable structuring of general surfaces were designed and experimentally verified, and demonstration parts were produced, confirming the application potential of the technology in industrial practice.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20302 - Applied mechanics

Projekt

<a href="/cs/project/TN02000018" target="_blank" >TN02000018: Národní Centrum Kompetence STROJÍRENSTVÍ</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů