Lazer destekli imalatta plazma dinamiklerinin teorik ve deneysel olarak araþtýrýlmasý

Lazer destekli mikro-imalat (mikro kaynak, delme, yüzey yapýlandýrma vb…) prosesinin kalitesi elektronik, havacýlýk- uzay ve biyomedikal endüstrileri için özel bir öneme sahiptir. Lazerin oluþturduðu plazmanýn dinamikleri lazer güç yoðunluðu, ýþýn odak çapý ve çevre koþullarý tarafýndan belirlenmektedir. Plazma yoðunluðunda eþik deðerine ulaþýldýðýnda plazma korumasýna baðlý ýþýným kayýplarý sebebiyle, lazer enerjisi malzemeye aktarýlamamaktadýr. Bu ayrýþma eþiði mikro-imalat operasyonu için kritik bir role sahiptir. Bu makale kapsamýnda, titanyum malzeme için plazma dinamikleri teorik ve deneysel olarak incelenmiþ ve faydalý prosess enerjisinin kaybýný önlemek için optimum lazer yoðunluk eþiði rapor edilmiþ ve numerik çalýþmalarla karþýlaþtýrýlmýþtýr.

Theoretical and experimental investigation of plasma dynamics for laser-induced machining mechanism

The quality of laser micro-machining process (micro welding, drilling, surface structuring etc…) has vital importance for electronic, aviation-aerospace and biomedical industries. Dynamics of laser-induced plasma are determined with some parameters such as laser intensity, beam waist diameter and ambient gas conditions. When the plasma density is limited with a threshold value, the laser energy can not transmitted to the material due to the rarefied plasma. This decoupling threshold has a crucial role for micro-machining operation. In the scope of this paper, the behaviour of the plasma dynamics has been examined both theoretically and experimentally for titanium material and optimal laser intensity threshold was reported to prevent dissipation of beneficial process energy and to compare numerical investigations.