بررسي عوامل مؤثر بر كيفيت حكاكي ليزري

كارشناسي ارشد

چكيده حكاكي ليزري، روشي براي برداشتن ماده از سطح نمونه به عمق مشخص است. باريكه ليزر با نفوذ به درون ماده، توسط مكانيسم‌هاي مختلف ازجمله ذوب، تبخير و كندگي باعث مي‌شود بخشي از ماده از روي سطح نمونه برداشته شود. شبيه‌سازي فيزيكي فرايند حكاكي ليزري، منجر به درك عميقي از فيزيك اين فرايند مي‌شود. روش طراحي آزمايش‌ها، بيشترين توصيف از متغير خروجي فرايند مورد نظر را با استفاده از حداقل تعداد آزمايش ارائه مي‌كند. روش رويه‌ي پاسخ، يكي از روش‌هاي طراحي آزمايش‌ها است و براي مدل‌سازي و تحليل مسائلي كه يك ويژگي كيفي، تحت تأثير چند عامل وجود دارد، مفيد است. در مقابل، شبكه‌هاي عصبي مصنوعي، ابزار قدرتمندي براي ايجاد ارتباط بـين اطلاعـات انبوه و پيچيده ناشي از عامل‌هاي مؤثر بر آزمايش و خروجي آزمايش‌ هستند. در اين پژوهش، ابتدا فرايند حكاكي ليزري، به ‌عنوان يك مسئله‌ي انتقال حرارت در نظر گرفته شده و به شبيه‌سازي فيزيكي آن پرداخته مي¬شود. در بخش تجربي تحقيق، تعداد مشخصي آزمايش با استفاده از روش طراحي آزمايش‌ها، طراحي و سپس فرايند حكاكي ليزري با استفاده از ليزر Nd:YAG مجهز به سوييچ Q بر روي نمونه‌هايي از جنس كامپوزيت آلومينيوم- كاربيد سيليسيم توليدشده به روش نورد تجمعي پيوندي، بر مبناي اين طرح آزمايش انجام مي‌پذيرد. ويژگي‌هاي كيفي ناحيه‌ي حكاكي(عرض، عمق و تباين ايجادشده در ناحيه‌ي حكاكي) اندازه‌گيري مي‌شود. عامل‌هاي دبي گاز كمكي، فاصله‌ي نمونه از محل كانون باريكه، فركانس تكرار پالس ليزر و جريان دمش ليزر به ‌عنوان عوامل مؤثر بر عرض، عمق و تباين ايجادشده در ناحيه‌ي حكاكي تعيين مي‌شوند. سپس، رابطه بين عامل‌هاي آزمايش و هريك از ويژگي‌هاي سه‌گانه كيفيت حكاكي، با استفاده از روش رويه پاسخ، مدل‌سازي و اثر هر عامل بر هر ويژگي كيفي، با استفاده از آناليز واريانس مورد آزمون قرار مي‌گيرد. اثرهاي تكي و اثرهاي متقابل عامل‌ها بر روي هر يك از ويژگي‌هاي كيفي، به ‌طور شهودي بررسي مي‌شود. مقادير بهينه‌ي عامل‌هاي آزمايش كه منجر به قرارگيري هم‌زمان ويژگي‌هاي كيفي بر روي هدف (حداقل عرض، حداكثر عمق و حداكثر تباين حكاكي) مي‌شود، تعيين و به‌ منظور تخمين مقدار ويژگي‌هاي كيفي حكاكي ليزري، از روش شبكه‌هاي عصبي مصنوعي استفاده مي‌شود. سرانجام، نتيجه حاصل از روش‌هاي رويه پاسخ و شبكه‌هاي عصبي مصنوعي با مقادير تجربي مقايسه مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: حكاكي ليزري، كامپوزيت آلومينيوم- كاربيد سيليسيم روش رويه پاسخ، آناليز واريانس، شبكه‌هاي عصبي مصنوعي

189816

دانشگاه علم و صنعت ايران

فوتونيك

دكتر مهدي شايگان منش