Lazer Transferi
Lazer transferi için iki farklı mekanizma, şeffaf bir taşıyıcının (lazer dalga boyuna şeffaf olan bir folyo veya levha donör alt tabaka) kurbanlık bir transfer malzemesi ve dinamik salma katmanı (inşa malzemesi) ile kaplandığı bir lazer transfer sürecini göstermektedir. Çarpan lazer enerjisi, yapı malzemesini alt tabakaya doğru iten transfer malzemesini (bir plazma veya gaz oluşturarak) keser.
Malzeme, alt tabakayı etkiler ve alt tabaka üzerinde bir kaplama oluşturarak yapışır. Darbeli bir lazer kullanırken, darbe başına kesin miktarda malzeme bırakılabilir.
Malzeme transferi için biraz farklı bir mekanizma gösterir. Bu durumda, lazer darbesi bir folyonun yüzeyinin bir kısmını keser. Termal enerjinin bu ablasyonu ve absorpsiyonu, malzemede termal dalgalar ve şok dalgaları oluşturur.
Bu dalgalar malzeme boyunca iletilir ve karşı taraftaki malzemenin bir kısmının yüzeyden kırılgan bir şekilde kırılmasına (parçalanma olarak bilinir) neden olur. Kırılan malzeme alt tabakaya doğru itilir ve alt tabaka üzerinde bir tortu kaplaması oluşturur (gösterilmemiştir).
Matris Destekli Darbeli Lazer Buharlaştırma Doğrudan Yazma (MAPLE-DW) işlemi, bu lazer aktarım olaylarından yararlanmak için geliştirilmiştir. MAPLE-DW işleminin bir şeması gösterilmektedir.
Bu süreçte, bir lazer şeffaf kuartz disk veya polimer bandın bir tarafı, biriktirilecek toz halindeki bir malzemeden ve bir polimer bağlayıcıdan oluşan bir film (birkaç mikron kalınlığında) ile kaplanır. Kaplanmış disk veya bant, alt tabakaya yakın ve paralel olarak yerleştirilir.
Kaplanmış film üzerine bir lazer odaklanır. Bir lazer darbesi kaplamaya çarptığında, polimer buharlaştırılır ve toz halindeki malzeme, alt tabakaya sıkıca yapışarak alt tabaka üzerinde biriktirilir. Hem şeridin hem de alt tabakanın konumlarının uygun şekilde kontrol edilmesiyle, karmaşık desenler biriktirilebilir. Şerit tipi değiştirilerek çok malzemeli yapılar üretilebilir.
Metaller, seramikler, polimerler ve hatta canlı dokular dahil olmak üzere çok çeşitli malzemelerin tortularını oluşturmak için lazer transfer işlemleri kullanılmıştır. Bir lazer transfer işleminin ana dezavantajları, uygun transfer ve/veya biriktirme malzemeleriyle bir bant oluşturma ihtiyacı ve bandın kullanılmayan kısımlarının tipik olarak boşa harcanmasıdır.
Lazer transfer işleminin faydaları, oldukça tekrarlanabilir bir tortu üretmesidir (birikim, lazer darbe enerjisine göre nicelleştirilir), lazer ışınını manipüle etmek için kullanılan lazer tarayıcılar kadar doğru olabilir ve biriken malzemeler olmayabilir. daha fazla işlemeye ihtiyaç duymaz.
Ek olarak lazer, alt tabakayı termal olarak etkilemeden malzemeyi alt tabaka üzerine basitçe itmek için kullanılabilir veya birikintilerin özelliklerini veya geometrisini değiştirmek için birikintiyi lazerle işlemek (ısıtma, kesme vb. dahil) için kullanılabilir.
Sert bir bant durumunda (bir cam plaka kullanıldığında olduğu gibi), plaka tipik olarak alt tabaka üzerinde mekanik olarak askıya alınır. Esnek bir polimer bant kullanıldığında, lazer işlemeden önce doğrudan alt tabaka üzerine serilebilir ve ardından lazer işlemeden sonra alt tabakadan sıyrılarak istenen deseni geride bırakabilir.
Lazer Yazıcı Transfer Kağıdı
Transfer Baskı için Lazer Yazıcı
Lazer Yazıcı Kağıdı
Sublimasyon Kupa Kağıdı
Printec
Dekal kağıdı
Serfoto
Toner Transfer Kağıdı
Termal Sprey
Termal sprey, malzemeyi yüksek hızlara çıkaran ve gösterildiği gibi bir alt tabaka üzerine bırakan bir işlemdir. Malzeme, toz veya tel formunda bir yanma veya plazma alevine (tüy) verilir. Tüy erir ve malzemeye termal ve kinetik enerji vererek yüksek hızlı damlacıklar oluşturur.
Tüy özelliklerini ve malzeme durumunu (örneğin erimiş veya yumuşatılmış) kontrol ederek çok çeşitli metaller, seramikler, polimerler veya bunların kompozitlerini biriktirmek mümkündür. Partiküller katı veya yarı katı halde biriktirilebilir, bu da oda sıcaklığında veya oda sıcaklığında faydalı birikintilerin oluşmasını sağlar. DW için termal püskürtme teknikleri ticarileştirilmiştir.
Damlacıkların art arda çarpmasıyla bir birikinti oluşur ve bu da splat olarak anılan düzleştirilmiş, katılaşmış trombositler verir. Tortu mikro yapısı ve dolayısıyla özellikleri, kullanılan işleme parametrelerine büyük ölçüde bağlıdır. Termal sprey DW’nin temel özellikleri şunları içerir: (1) yüksek hacimsel biriktirme oranı, (2) malzeme esnekliği, (3) birikmiş durumda yararlı malzeme özellikleri (ısıl işlem veya kürleme olmadan) ve (4) orta düzeyde termal girdi işleme sırasında, çeşitli alt tabakalar üzerinde birikmeye izin verir.
DW termal sprey, tortunun boyutunun ve şeklinin benzersiz bir açıklık sistemi tarafından kontrol edilmesiyle geleneksel termal spreyden farklıdır. Yayınlanmış bir patentten şematik bir açıklık sistemi gösterilmektedir.
Bu açıklık, dumanı istenen boyutlara (bölge 720) sınırlayan ayarlanabilir, hareketli metal folyolardan (yatay olarak hareket eden 702a ve 702b ve dikey olarak hareket eden 708a ve 708b) oluşur. Hareket eden folyolar arasındaki mesafe, alt tabakaya ulaşan sprey miktarını belirler. Folyolar, püskürtülen malzemenin aşırı ısınmasını ve birikmesini önlemek için sürekli hareket halindedir. Kullanılan folyolar sistemin atık ürünü haline gelir.
Alt tabakanın sıcaklığı düşük tutulduğu ve tipik olarak herhangi bir son işlem gerekmediği için, DW termal sprey, farklı malzemelerden oluşturulmuş çok katmanlı cihazlar üretmek için çok uygundur. Çeşitli metal, seramik ve polimer malzemeler arasında geçiş yaparak yalıtım katmanları, iletken/elektronik katmanlar ve üst üste istiflenmiş başka yalıtım katmanları (katmanlar arasında sinyal iletimi için yollar dahil) oluşturmak mümkündür.
DW termal sprey, termokuplları, gerinim ölçerleri, antenleri ve zorlu ortamlar için doğrudan öncü metal ve seramik tozlarından diğer cihazları başarıyla imal etmek için kullanılmıştır. Ek olarak, ultra hızlı lazer mikro işleme ile birleştirilen DW termal spreyin, enerji üretimi için ısıl piller üretebildiği gösterilmiştir.
Işın Biriktirme
Başta öncü gazların termal ayrışması olmak üzere buhar biriktirme teknolojilerine dayalı olarak birkaç doğrudan yazma prosedürü geliştirilmiştir. Buhar biriktirme teknolojileri, yoğuşma, kimyasal reaksiyon veya malzemenin buhar halinden dönüştürülmesi yoluyla katı malzeme üretir. Kimyasal buhar biriktirme (CVD) durumunda, bir reaktan gazı bir substratta bir katıya dönüştürmek için termal enerji kullanılır.
Bir ısı kaynağının sıcaklığı belirli bir eşiğin üzerine çıkardığı bölgelerde, çevredeki gaz halindeki öncü reaktanlardan katı madde oluşur. Deponun kimyasal bileşimi ve özellikleri, malzeme birikimi sırasındaki termal geçmişle ilişkilidir.
Lokalize bir ısı kaynağını bir alt tabaka üzerinde hareket ettirerek (örneğin bir lazeri tarayarak) karmaşık bir geometri oluşturulabilir. Yaklaşık 20 yılı aşkın bir süredir çok sayıda araştırma grubu, eklemeli imalat amaçları için buhar biriktirme teknolojilerinin kullanımını araştırmıştır.
