Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laser surface texturing: characteristics and applications

Kalinowski Artur, Radek Norbert, Orman Łukasz, Pietraszek Jacek, Szczepaniak Marcin, Bronček Jozef

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2023

|

Vol. 5, iss. 1

240--248

EN

Laser surface texturing (LST) has emerged as a versatile and efficient technique for modifying surface properties across various materials. This paper provides an analysis of the characteristics and diverse applications of laser surface texturing. The paper begins by explaining the fundamental principles underlying LST, highlighting the mechanisms involved in material interaction and the resultant surface modifications. It explores the influence of laser parameters such as pulse duration, energy density, and wavelength on the texturing process, emphasizes their impact on surface morphology, roughness, and topographical features. Furthermore, this paper delves into the wide-ranging applications of LST across different industries and fields. It examines how LST enhances surface functionalities, including improvements in tribological properties, wettability, friction reduction, and biocompatibility. Additionally, the utilization of LST for creating microstructures enabling advanced functionalities in optics, electronics, biomedical devices, and energy harvesting systems is discussed. Moreover, the challenges and future directions in LST technology are highlighted, which encompass advances in precision, scalability, and integration of LST with other manufacturing processes. The potential environmental implications and economic feasibility of LST are also discussed.

2

Mikroobróbka laserowa

Woźniak Anna, Adamiak Marcin

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2021

|

R. 26, nr 2

45--50

3

Mikroobróbka laserowa metali

Barbucha Robert

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2020

|

nr 3-4

69--71

PL

Nowoczesne lasery oferują bardzo precyzyjną i zazwyczaj niemożliwą dla innych technologii modyfikację materiału. Mikroobróbka laserowa umożliwia mikrowiercenie, mikrocięcie oraz mikroznakowanie materiałów półprzewodnikowych, metali, szkieł, ceramik oraz tworzyw sztucznych. Znajduje ona zastosowanie w przemyśle samochodowym, przy produkcji urządzeń AGD czy do znakowania szkła lub stali. Mikroobróbka laserowa ma jednak szczególne znaczenie przy precyzyjnym cięciu cienkich blach metalowych.

4

Obróbka diamentu monokrystalicznego laserem pikosekundowym

Jemielniak Krzysztof

Mechanik

|

2020

|

R. 93, nr 5-6

12

PL

Diament ma szerokie zastosowanie ze względu na swoją twardość, przewodnictwo cieplne i obojętność chemiczną. Jednak te właściwości sprawiają jednocześnie, że trudno jest go kształtować. Jednym ze sposobów na to jest obróbka laserowa. Z powodu dużej przezroczystości optycznej diamentu dla światła laserowego konieczne jest stosowanie impulsów o wysokiej energii, które mogą uszkadzać powierzchnię. Dobrą jakość tej powierzchni można uzyskać, jeśli zastosuje się laser pikosekundowy.

5

Wpływ wybranych parametrów ablacji laserowej na wydajność obróbki oraz chropowatość powierzchni spiekanego węglika krzemu

Norymberczyk Ł.

Inżynieria Maszyn

|

2017

|

R. 22, z. 1

65--75

PL

W pracy przedstawiono badania wpływu mocy, czasu trwania oraz częstotliwości impulsów lasera ablacyjnego na wydajność obróbki i chropowatość powierzchni spiekanego węglika krzemu. Wydajność obróbki odniesiono do jednego cyklu obróbkowego, zaś do oceny chropowatości przyjęto średnią arytmetyczną rzędnych profilu Ra oraz największą wysokość profilu chropowatości Rz. Stosując plan Hartleya wyznaczono funkcje obiektu badań. Stwierdzono, że największy wpływ na przyjęte kryteria oceny ma czas trwania impulsu lasera, natomiast mniejszy jest wpływ mocy oraz częstotliwości impulsów lasera.

EN

The paper presents the study of influence of power, pulse width and frequency of laser ablation process on the machining efficiency and surface roughness of sintered silicon carbide surface. The machining efficiency was referred to one machining cycle and the arithmetic mean of the ordinates Ra and the highest roughness profile Rz were used to evaluate the roughness. Using Hartley's plan, the mathematical approximation of the model was investigated. It has been found that the maximum influence on considered parameters has the width of the laser pulse.

6

Powierzchnie teksturowane technologiami wykorzystującymi skoncentrowany strumień energii

Radek N., Antoszewski B., Antoszewski K.

Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych

|

2016

|

Nr 4 (34)

22--28

PL

W pracy przedstawiono aspekty technologiczne wytwarzania tekstury powierzchniowej metodami elektroerozyjną i laserową. Wymienione tekstury będą miały zastosowanie na powierzchniach roboczych par ślizgowych węzłów tarcia, takich jak łożyska ślizgowe wzdłużne i uszczelnienia czołowe pomp. W przedstawionych badaniach omawia się związki pomiędzy parametrami procesu a geometrią pojedynczego elementu tekstury oraz właściwościami tribologicznymi.

7

The influence of surface topography elaborated by prism optics based laser interference modification on cell differentiation

Czyż K., Marczak J., Major R., Mzyk A., Rycyk A., Sarzyński A., Strzelec M., Wachulak P.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 4

156--162

EN

The direct laser interference lithography, based on bi-prism, tetragonal pyramid and an axicon was used as a tool for periodical structuring of different bioscaffolds. The simple, source laser system with stable Nd:YAG laser resonator, amplifying system (energy up to 1 J) and prism-based interferometer optics gave possibility to create periodical, linear, dotted and even circular surface structures, with high degree of periods, width and depth control. The general idea consists of the imitation of the structure and function of tissues and adoption of these solutions for the material science. It is well known that the influence of the artificial material on the cellular processes related to the differentiation, proliferation and growth are dependent on the chemical composition and surface topography as well as mechanical properties of applied materials. The most recent studies focus on the cell interaction with flat scaffolds. However, cells are found covering a highly rough surface in the blood vessels. The work was related to reconstruction of the structure and function and topography of luminal side of the blood vessels. The most important aspect was to recreate cellular niches which plays specific function on the activation and differentiation of stem cells. The mechanical stresses generated at any certain site depend on the surface micropatterns of the material as well as the other signals that cell receives from chemical stimuli. This work is one of the first attempts to determine correlation of surface micro-topography with biochemical stimulation by adsorbed on the materials surface molecules and both factors potential influence on cellular response. The study was aimed at showing the mechanism of human endothelial progenitor cells adhesion, morphology and function control in response to surface patterning. It was found that micro-channels enhanced intercellular connections forming tight junctions and the appropriate progenitor cell differentiation.

PL

W bioinżynierii występuje wpływ składu chemicznego, topografii powierzchni oraz właściwości mechanicznych materiału podłoża na procesy komórkowe związane z różnicowaniem, proliferacją i wzrostem są zależne od składu chemicznego, topografii powierzchni oraz właściwości mechanicznych zastosowanych materiałów. Celem przedstawionych w artykule eksperymentów było zastosowanie bezpośredniej laserowej litografii interferencyjnej do kształtowania periodycznych struktur na powierzchni biozgodnych warstw amorficznego węgla (DLC — diamond like carbon). W pracach wykorzystano wcześniejsze wyniki eksperymentów zespołu autorów dotyczące topograficznej odpowiedzi proliferacji i wzrostu komórek mięśni gładkich i komórek śródbłonka na periodyczne wzory i formy kształtowania powierzchni DLC. Choć najnowsze publikowane badania koncentrują się raczej na oddziaływaniu komórek z płaskimi rusztowaniami/podłożami przygotowanymi do ich wzrostu, w mikroskali na powierzchni naturalnych naczyń krwionośnych występują duże nierówności. Uwzględniono to w przedstawionych wynikach badań podstawowych związanych z rekonstrukcją struktury, funkcjonowania i topografii wewnętrznej strony naczynia krwionośnego. Najważniejszym aspektem było odtworzenie nisz komórkowych odgrywających istotną rolę w aktywacji i różnicowaniu komórek macierzystych. Naprężenia mechaniczne powstające w tak określonych obszarach zależą od mikrowzoru powierzchni oraz od innych sygnałów, które komórki otrzymują w wyniku stymulacji chemicznej. Praca stanowi jedną z pierwszych prób określenia związków pomiędzy mikrotopografią powierzchni a biochemiczną stymulacją przez zaabsorbowane na powierzchni molekuły oraz potencjalnym wpływem obu tych czynników na odpowiedź komórkową. Opisane badania były ukierunkowane na wstępne ukazanie mechanizmu adhezji, morfologii i kontroli funkcjonowania ludzkich komórek progenitorowych śródbłonka w odpowiedzi na periodyczne ukształtowanie powierzchni podłoża.

8

Laserowa mikroobróbka materiałów

Sarzyński A., Radziejewska J., Marczak J., Strzelec M., Ostrowski R., Rycyk A., Czyż K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 11

42--47

PL

Obok wielu różnych zastosowań, promieniowanie laserowe jest stosowane również szeroko w przemyśle do powierzchniowej obróbki różnych materiałów z wykorzystaniem procesów ablacji laserowej. Tematyka ta jest bardzo szeroka. Zespół autorów prowadzi od wielu lat badania nad zastosowaniem powierzchniowej obróbki laserowej w tak różnych obszarach jak konserwacja zabytków (czyszczenie laserowe) czy bioinżynieria (kształtowanie powierzchni implantów). W niniejszym artykule przedstawiono pewien wycinek prac zespołu, związany z opracowaniem laserowej metody badań adhezji cienkich warstw i laserową obróbką materiałów do zastosowań w mikro-przepływach i separacji komórek krwi. W pierwszym przypadku, padające na powierzchnię intensywne promieniowanie laserowe wytwarza silną falę uderzeniową w badanych materiale, pozwalającą określić progowe wartości uszkodzenia warstw technologicznych. Badania uzupełnione są przez modelowanie teoretyczne towarzyszących zjawisk fizycznych. W drugim przypadku uwagę zwraca możliwość separacji krążących komórek nowotworowych na laserowo wykonanych mikrositach, zawierających setki tysięcy otworów o średnicach na poziomie 10 μm na obszarach o obwodzie kilkunastu mm. Wymiary mikrosit pozwalają na ich umieszczenie w układach mikro-przepływowych.

EN

Apart from many different applications, laser radiation is also widely applied in industry for surface treatment of various materials using the laser ablation processes. This subject is very wide. The team of authors is conducting for years research on the application of surface laser micromachining in such diverse areas like conservation of art works (laser cleaning) or bioengineering (shaping of implant’s surface). This paper presents a certain segment of our works, connected with the development of laser method of investigations of thin layers adhesion as well as laser machining of materials for microfluidics and separation of blood cells. The first case represents a laser generation of strong stress wave in the investigated materials, which allows the threshold values of technological layer’s damage. These analyses are supported by numerical modeling of accompanying physical phenomena. The second case directs our attention on the possibility of separation of circulating tumour cells using laser amnyfactured micro-sieves, containing hundreds of thousands of holes with diameters around 10 μm on the areas with dimensions of only dozens square milimeters. These dimensions allow placement of micro-sieves in typical micro-fluidic devices.

9

Laser surface texturing of titanium alloys for biomedical applications

Antoszewski B., Tofil S., Krzywicka M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 3-M

3--8

EN

The article presents the methodology and results of laser surface texturing of the Ti6Al7Nb alloy. Laser treatment was carried out by means of a laser TruMicro 5325c Trumpf with a wavelength of 343 nm and a pulse duration of 6.2 ps. The impact of pulse frequency, scanning speed of a laser beam and laser power on the shape and dimensions of texture was studied. By selecting a suitable shape, size and density of laser texture for the surface of titanium alloys applied in knee replacement it is possible to reduce the coefficient of friction and wear of polyethylene to increase the osseointegration and adhesion of the coatings.

PL

W artykule przedstawiono metodykę oraz wyniki badań laserowego teksturowania powierzchni elementów ze stopu Ti6Al7Nb. Obróbkę laserową wykonano z zastosowaniem lasera TruMicro 5325c Trumpf o długości fali 343 nm i czasie trwania impulsu 6,2 ps. Badano wpływ częstotliwości, prędkości skanowania oraz mocy wiązki laserowej na kształt i wymiary elementu tekstury. Poprzez wybór odpowiedniego kształtu, wymiarów oraz zagęszczenia elementów tekstury możliwe jest zmniejszenie współczynnika tarcia oraz zużycia panewki polietylenowej w protezie stawu kolanowego, w ten sposób można też poprawić osteointegrację i przyczepności powłok.

10

Bezpośrednia laserowa litografia interferencyjna w periodycznej obróbce biomateriałów

Czyż K., Strzelec M., Marczak J., Rycyk A., Sarzyński A., Major R., Patron Z., Jach K., Świerczyński R., Warchulak P., Garbacz H.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2016

|

Vol. 65, nr 4

31--53

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nowoczesnej technologii mikroobróbki laserowej biomateriałów opartej na wykorzystaniu interferencji impulsowych wiązek laserowych o dużej energii. Przeanalizowano wpływ polaryzacji promieniowania na formę wzorów w obrazie interferencyjnym. Eksperymentalnie wyznaczono wartości progów ablacji laserowej dla tytanu i warstw diamentopodobnych. W serii eksperymentów potwierdzono szczególne zalety metody bezpośredniej interferencyjnej litografii laserowej w periodycznej modyfikacji powierzchni dla uzyskania różnych jej topografii, włącznie ze strukturami hierarchicznymi, o różnym okresie i wymiarach wzorów. Opisano zastosowania tej technologii do kształtowania powierzchni materiałów wszczepialnych oraz rusztowań dla hodowli komórek i tkanek w bioinżynierii.

EN

The paper presents the results of research on modern laser micromachining technology based on utilization of the interference field of high energy, pulse laser beams. The influence of radiation polarization on a pattern shape in an interference image has been analyzed theoretically. Values of laser ablation threshold for titanium and diamond-like coatings were determined experimentally. The particular advantages of the direct laser interference lithography method have been shown in a series of tests devoted to the periodical surface topography modification, including creation of hierarchical structures with different periods and feature dimensions. Another trial of tests has confirmed also the application potential of this technique in shaping of implant surfaces as well as preparation of scaffolds for cells and tissues culturing in bioengineering.

11

Influence Of Laser Beam Intensity On Geometry Parameters Of A Single Surface Texture Element

Antoszewski B., Sęk P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2215--2219

EN

Laser surface texturing is used more and more often in modern machines for the implementation of variety of purposes such as for example intensification of lubrication, intensification of heat exchange, stimulation of microfluidics, increasing the chemical activity of the surface. Owing to the development of technologies using a concentrated energy flux, including laser microprocessing, it has become feasible. The present paper concentrates on the selection of parameters of laser microprocessing with picosecond pulses so as to obtain the highest efficiency and accuracy of the execution of a single texture element.

PL

W nowoczesnych maszynach dla realizacji różnych celów m.in. takich jak przykładowo intensyfikacja smarowana, intensyfikacja wymiany ciepła, stymulowanie mikroprzepływów, zwiększenie aktywności chemicznej powierzchni; coraz częściej stosuje się teksturowanie powierzchni. Stało się to możliwe dzięki rozwojowi technologii wykorzystujących skoncentrowany strumień energii, do których należy mikroobróbka laserowa. Tematyka opracowania koncentruje się na analizie parametrów mikroobróbki laserowej impulsami pikosekundowymi w celu osiągnięcia jak największej wydajności i dokładności wykonania pojedynczego elementu tekstury.

12

Ablacyjna mikroobróbka laserowa w inżynierii powierzchni

Napadłek W.

Mechanik

|

2014

|

R. 87, nr 12CD

1--8

PL

Na podstawie literatury oraz prac własnych przedstawiono przegląd stanu wiedzy dotyczący obróbki oraz modyfikacji powierzchniowej materiałów z wykorzystaniem ablacyjnej mikroobróbki laserowej. Opisano istotę oraz możliwości zastosowań technologicznych w produkcji. Przedstawiono wybrane wyniki badań własnych w zakresie: ablacyjnego oczyszczania laserowego powierzchni oraz ablacyjnego teksturowania powierzchni materiałów oraz elementów maszyn pracujących w węzłach tribologicznych.

EN

On the basis of literature and conducted experiments, an overview of the knowledge state in the laser ablation material surface treatment was done with a stress on short and ultra-short impulse lasers application. Authors proposals in definition and systematisation of laser micro-treatment division into groups. Experimental results in the field of laser cleaning, impact strengthening (LSP), modification and laser cavity microtreatment in tribology were presented.

13

Analiza numeryczna wpływu mikrozasobnika smarnego na rozkład naprężeń stykowych skojarzenia wałeczek-bieżnia łożyska tocznego stosowanego w pojazdach szynowych

Bogdanowicz Z., Napadłek W., Kosiuczenko K.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

2123--2132

PL

W niniejszej pracy opisano pewien etap badań związanych z przeprowadzeniem modyfikacji warstwy 2132 wierzchniej stali łożyskowej 1000CrMnSi6-4 na skutek zastosowania ablacyjnej mikroobróbki laserowej dla zmiany jej makro- i mikrogeometrii. Zmiany polegały na wytworzeniu mikrozasobników smarowych. W pracy analizowano wpływ ablacyjnego teksturowania laserowego na ich kształt i stereometrię powierzchni. Szczególnej analizie poddano zmiany rozkładów naprężeń powierzchni kontaktowych wałeczkowego łożyska tocznego, przeprowadzonej metodą elementów skończonych MES. Badania symulacyjne rozkładu naprężeń wokół mikrozasobników przeprowadzono w warunkach ruchu quasistatycznego. Badania numeryczne MES zostały przeprowadzone w programie LS-Dyna. Wyniki badań i analizy numerycznej powinny pozwolić na optymalizację geometrii pojedynczych zasobników i ich rozmieszczenia na bieżni pierścienia.

EN

In this study describes certain stage of research related to the performance of the modification of the surface layer of bearing steel 1000CrMnSi6-4 a result of the ablation laser micromachining for changing its macro-and micro-geometry. The changes included the formation of lubricating microcontainers. The study analyzed the impact of ablative laser texturing of their shape and stereochemistry surface. Special analysis was subjected changing of stress distribution contact surfaces of roller bearings, carried out by finite element method MES. Simulation studies of stress distribution around microcontainers performed under quasistatic motion. MES numerical studies were carried out in the LS-Dyna program. The test results and numerical analysis should allow to optimize the geometry of the individual containers and their location on the ring track.

14

Wykorzystanie bezpośredniej litografii interferencyjnej do nanoszenia struktur periodycznych na powierzchni różnych materiałów

Marczak J., Firak J., Rycyk A., Sarzyński A., Strzelec M., Kusiński J., Major R., Zasada D.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 1

13--18

PL

W artykule zaprezentowano wyniki bezpośredniego nanoszenia struktur periodycznych 1D i 2D w skali mikro- i submikronowej uzyskane za pomocą impulsowego lasera dużej mocy. Przedstawiono dwukanałowy układ laserowy stanowiący ramiona interferometru Macha-Zehndera, umożliwiający szybkie i łatwe zmiany parametrów obrazu interferencyjnego, jak również gęstości energii w interferujących wiązkach laserowych, w którym wykorzystano generator laserowy na Nd:YAG z Q-modulacją i rezonatorem niestabilnym typu p-branch oraz wzmacniacze laserowe (rys. 6). Uzyskiwany obszar interferencji jest znacznie większy niż w przypadku systemów opisywanych w literaturze i praktycznie obejmuje średnicę wyjściową wiązek laserowych. Strukturowanie powierzchni przeprowadzano w dość szerokim zakresie gęstości mocy impulsów laserowych, co skutkowało na przykład nadtapianiem/polerowaniem powierzchni (rys. 12a), topnieniem warstwy wierzchniej i ablacją – usuwaniem warstwy wierzchniej (rys. 9-12).

EN

The paper presents results of the direct manufacturing of 1D and 2D periodical structures on micron- and submicron scales, which were obtained using a high power pulse laser. A two-channel laser system, constituting arms of a Mach-Zehnder interferometer, allowing fast and easy control of the interference image parameters as well as power (energy) density in the interfering laser beams is also described. The system utilized an Nd:YAG, Q-switched laser oscillator with a p-branch unstable resonator as well as two laser amplifiers (Fig. 6). The resulting interference area is much larger than in the case of the arrangements described in other publications, and practically involves the output diameter of the interfering beams. Surface structuring was performed in quite a wide range of laser pulse power densities, which resulted for instance in surface melting/polishing (Fig. 12a), or top layer melting and ablation – removal of the superficial layer (Fig. 9÷12).

15

Wybrane metody laserowego periodycznego strukturowania powierzchni

Marczak J., Czyż K., Kusiński J., Onyszczuk T., Rycyk A., Sarzyński A., Strzelec M.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 6

523--526

PL

W artykule przedstawiono eksperymentalnie wytworzone struktury periodyczne w skali mikro, na powierzchni folii amorficznej Fe88Si11B1 o grubości 80 µm. Uzyskiwana w ten sposób struktura nanokrystaliczna w osnowie amorficznej wykazuje doskonałe właściwości magnetyczne, to znaczy małą wartość pola koercji i dużą początkową podatność magnetyczną. Strukturowanie powierzchni stopu uzyskano w wyniku: (1) – bezpośredniej laserowej litografii interferencyjnej, tworząc liniowe wzory o okresie na poziomie kilku mikrometrów; (2) laserowo indukowanych periodycznych struktur powierzchniowych, zwanych potocznie ripples, o okresie bliskim 1 µm. W obu metodach wykorzystano laser Nd:YAG z Q-modulacją i impulsem laserowym o czasie trwania 8 ns oraz fluencji przewyższającej nieznacznie próg ablacji materiału tarczy i mniejszej lub bliskiej progu topnienia materiału tarczy.

EN

The paper presents periodical structures in micro scale, experimentally created on amorphous Fe88Si11B1 foli with thickness of 80 µm. Developed in such a way nanocrystalline structure in amorphous matrix exhibits perfect magnetic properties, namely low value of coercive field and high initial magnetic susceptibility. Surface structuring has been performed as a result of: (1) direct laser interference lithography, creating linear patterns with micrometer level periods, (2) laser induced periodical surface structures, called “ripples” with periods near 1 micrometer. Both methods utilized Q-switched Nd:YAG laser with pulse duration of 8 ns and fluence slightly higher than target ablation threshold and fluence below or near to amorphous target melting threshold.

16

Laserowa metoda wykonywania cieczowych mikrowymienników ciepła zintegrowanych z elementami elektronicznymi

Tański M., Kocik M., Barbucha R., Mizeraczyk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 8

17-18

PL

W pracy opisano proces wykonywania struktur kanałów w cieczowych mikrowymiennikach ciepła zintegrowanych z obudowami półprzewodnikowych elementów elektronicznych (diod, tranzystorów, układów scalonych) na przykładzie diody Schottky’ego CSD02060 z obudową typu TO-220. Kanały mikrowymienników ciepła wykonano metodą mikroobróbki laserowej przy zastosowaniu lasera nanosekundowego na ciele stałym (λ = 355 nm). Metoda umożliwiła wytworzenie mikrokanałów o szerokości i głębokości kilkuset mikrometrów. Pomierzono impedancję termiczną diody Schottky’ego CSD02060 zintegrowanej z mikrowymiennikiem ciepła. Wynosiła ona 7,8°C/W (wartość podobna jak dla diody Schottky’ego CSD02060 z dużym radiatorem RADA6405A/150).

EN

In this paper we present a laser method for manufacturing channel in liquid micro heat-exchangers. As an example, a liquid micro heat-exchangers with laser-made channels were incorporated into the metal package of CSD02060 Schottky diode. The channels were made using the laser micromaching technique with a nanosecond solid state laser (λ = 355 nm). The depth and width of manufactured microchannels were both few hundred micrometers. The thermal impedance of CSD02060 Schottky diode integrated with the micro heat-exchanger was 7,8°C/W (similar value to that of the diode when mounted on a large heat-sink RAD-A6405A/150).

17

Teksturowanie laserowe czopów wału korbowego : wstęp do nowej technologii

Napadłek W., Woźniak A.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2013

|

R. 14, nr 3

1851-1861

PL

W pracy przedstawiono metodykę i wyniki badań wstępnych teksturowanej laserowo warstwy wierzchniej czopów wału korbowego tłokowego silnika spalinowego. Wał korbowy wykonany był ze stali konstrukcyjnej wyższej jakości do ulepszania cieplnego oraz azotowania 41 CrAlMo 7. Czopy wału korbowego współpracujące z łożyskami ślizgowymi poddano mikroobróbce laserowej, którąprzeprowadzono z wykorzystaniem lasera Nd:YAG o długości fali promieniowania laserowego λ=1064 nm. Zastosowanie ablacyjnej mikroobróbki laserowej w newralgicznych strefach czopa głównego wału korbowego miało na celu wytworzenie odpowiedniej tekstury powierzchni z mikrozasobnikami olejowymi w kształcie mikroczasz i mikrorowków. W wyniku przeprowadzonych rozpoznawczych eksperymentów uzyskano bardzo regularną teksturę powierzchni czopa, co prawdopodobnie korzystnie wpłynie na procesy tribologiczne i zmniejszenie zużycia skojarzenia czop wału korbowego - łożysko ślizgowe w warunkach eksploatacyjnych.

EN

This paper presents the methodology and results of the initial laser-textured surface layer of the crankshaft journals piston engine. The crankshaft was made from higher quality structural steel for quenching and tempering and nitriding 41 CrAlMo 7. Crankshaft journals cooperating with plain bearings were laser micromachining, which was carried out using Nd: YAG laser with a wavelength λ = 1064 nm. The use of ablative laser micromachining in sensitive areas of the crankshaft main journal was to produce a suitable surface texture of oil microcontainers shaped microchannels and connect the clusters. As a result of exploratory experiments achieved a very regular surface texture of the journal, which is likely to favorably influence the tribological processes and reduce the consumption of the crankshaft pin associations - bearing in operating conditions.

18

Ocena wpływu zwilżalności na właściwości tribologiczne powierzchni z teksturą

Antoszewski B., Radek N.

Tribologia

|

2012

|

nr 3

13-20

PL

Laserowe teksturowanie powierzchni jest aktualnie najbardziej rozwiniętą techniką wytwarzania w sposób powtarzalny, szybki i ekonomiczny mikrowgłębień (rowki, dziurki, szewrony i inne) na powierzchni elementów maszyn. Głównym celem tworzenia tekstury powierzchniowej jest redukcja oporów tarcia oraz zużycia współpracujących części. W wielu pracach wykazano, że teksturowanie powierzchni zwiększa odporność na zacieranie i przy zużywaniu poprzez fretting, a także jest stosowane wszędzie tam, gdzie mają znaczenie właściwości adhezyjne warstw powierzchniowych (łączenie materiałów, nakładanie powłok, techniki drukarskie, warstwy z biologicznie i chemicznie aktywną powierzchnią itp.). W pracy podjęto próbę powiązania wybranych parametrów topografii powierzchni teksturowanej z jej energią powierzchniową i właściwościami tribologicznymi wykorzystując możliwości programu Statistica. Uzyskane wyniki pozwalają między innymi stwierdzić, że: parametrami tekstury powierzchniowej, które mają największy wpływ na wartość współczynnika tarcia w obszarze tarcia płynnego, są wartość swobodnej energii powierzchniowej, stopień zaczernienia (Sp ) oraz wzajemna odległość krawędzi mikrowgłębień (L-d).

EN

Laser surface texturing is currently the most advanced manufacturing technique used to produce microcavities (grooves, dimples, chevrons, and others) on the surface of machine elements, which can be done in a repeated manner, quickly, and economically. The creation of surface texture is primarily aimed at reducing friction coefficients and the wear of contact surfaces. Many works indicate that surface texturing increases seizure resistance and fretting wear resistance, and it is generally used where adhesive properties of surface layers are important (binding materials, applying coatings, printing techniques, layers with biologically and chemically active surfaces, etc.). The work is an attempt to link, using the options offered by Statistica software package, selected parameters of the topography of textured surface to its surface energy and tribological properties. The results obtained make it possible to state, among others, that the parameters of the surface texture which affect the value of the fluid friction coefficient to the greatest extent are the values of free surface energy, a degree of blackening (Sp), and the distances between edges of microcavities (L-d).

19

Zasada działania i charakterystyka impulsów prototypowego lasera femtosekundowego

Garasz K., Barbucha R., Kocik M., Tański M., Mizeraczyk J., Nejbauer M., Radzewicz Cz.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 11b

11-13

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano ideę działania prototypowego lasera femtosekundowego przeznaczonego do mikroobróbki materiałów. Laser ten stanowi połączenie oscylatora femtosekundowego na ciele stałym oraz wzmacniacza impulsów femtosekundowych na fotonicznych włóknach światłowodowych o rdzeniu domieszkowanym iterbem. Wykorzystanie femtosekundowych impulsów laserowych w mikroobróbce materiałów oferuje szereg korzyści w stosunku do obróbki za pomocą impulsów nanosekundowych i dłuższych. Zminimalizowanie czasu oddziaływania lasera z materiałem poddawanym mikroobróbce pozwala na zminimalizowanie uszkodzeń termicznych, precyzyjne i czyste cięcia oraz uzyskanie krawędzi o wysokim stopniu gładkości.

EN

This article presents the idea of a prototype femtosecond laser for micromachining of materials. The laser consists of a solid-state femtosecond oscillator and a fibre ytterbium-doped amplifier. Femtosecond laser materials processing offers many advantages over the long pulse (i.e. nanosecond) laser micromachining. Ultra-short laser pulses have a unique capacity to interact with different materials without transferring heat to the area surrounding the target. This allows very precise and pure laser-processing, clean cuts and engravings with sharp edges.

20

Ocena wpływu pola elektromagnetycznego na organizm człowieka

Pacholski K., Pawlak R., Rosowski A., Henrykowska G., Buczyński A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 2

60-63

PL

Wpływ pola elektromagnetycznego (PEM) na organizm ludzki może być określany m.in. poprzez obserwacje obrazu krwinek płytkowych. Badania takie z udziałem autorów realizowane były dotąd przy zastosowaniu kosztownej aparatury stacjonarnej. W artykule zaprezentowano koncepcję mikroukładu pomiarowego, którego podzespoły elektromechaniczne z materiałów ceramicznych wytworzone będą z wykorzystaniem technologii laserowej. Przedstawiono wyniki mikroobróbki elementów z ceramiki alundowej nanosekundowymi impulsami lasera światłowodowego.

EN

The influence of electromagnetic field on human body can be determined among other by observations of platelets picture. Investigations, also with the authors participation, were performed so far using expensive stationary equipment. New idea of measurement microsystem which electromechanical elements of ceramic will be produced using laser technology is presented in the paper. Micromachining results of alumina ceramic parts obtained by nanosecond pulses of fiber laser are shown.