Araştırma Makalesi
PDF Zotero Mendeley EndNote BibTex Kaynak Göster

A Study on Laser Processing of Ceramic Surface

Yıl 2019, Cilt 45, Sayı 1, 88 - 94, 30.04.2019

Öz

In this study, laser processing processes of alumina ceramics were investigated. The effect of laser power and processing speed on alumina samples was investigated in this laser treatment procedure. The main benefits of laser processing are flexibility, high speed, high precision and good quality. In addition, ceramics are hardly processed by conventional methods due to their high hardness and brittleness. CO2 laser processing alumina ceramics were analyzed for the effect of output power, process speed parameters. Mark width, sign depth, and contrast were evaluated and the output power determined both the sign depth and width. Higher power, resulting in deeper and wider markings characterized by high contrast. The processing speed controls overlapping stains and the duration of the laser-material interaction, thus having an effect on the depth and contrast of the markers. The study explained that high output forces are required to produce deep lines and that, with low processing speeds, high output forces become clear as the most suitable parameters for achieving a satisfactory quality width and depth during engraving. Samples were analyzed using a confocal microscope and SEM.

Kaynakça

  • Cervo, R., Ferro, P., & Tiziani, A. (2010). Annealing temperature effects on super duplex stainless steel UNS s32750 welded joints. I: Microstructure and partitioning of elements. Journal of Materials Science, 45(16), 4369–4377. http://doi.org/10.1007/s10853-010-4310-1Chen, M. F., Hsiao, W. T., Huang, W. L., Hu, C. W., & Chen, Y. P. (2009). Laser coding on the eggshell using pulsed-laser marking system. Journal of Materials Processing Technology, 209(2), 737–744. http://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.02.075Garino, J., Rahaman, M. N., & Bal, B. S. (2006). The Reliability of Modern Alumina Bearings in Total Hip Arthroplasty. Seminars in Arthroplasty, 17(3–4), 113–119. http://doi.org/10.1053/j.sart.2006.09.004Gómez De Salazar, J. M., Soria, A., & Barrena, M. I. (2007). The effect of N2 addition upon the MIG welding process of duplex steels. Journal of Materials Science, 42(13), 4892–4898. http://doi.org/10.1007/s10853-006-0557-yLeone, C., Lopresto, V., & De Iorio, I. (2009). Wood engraving by Q-switched diode-pumped frequency-doubled Nd:YAG green laser. Optics and Lasers in Engineering, 47(1), 161–168. http://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2008.06.019Maleksaeedi, S., Eng, H., Wiria, F. E., Ha, T. M. H., & He, Z. (2014). Property enhancement of 3D-printed alumina ceramics using vacuum infiltration. Journal of Materials Processing Technology, 214(7), 1301–1306. http://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.01.019Migiakis, K., & Papadimitriou, G. D. (2009). Effect of nitrogen and nickel on the microstructure and mechanical properties of plasma welded UNS S32760 super-duplex stainless steels. Journal of Materials Science, 44(23), 6372–6383. http://doi.org/10.1007/s10853-009-3878-9Sorrentino, S., Fersini, M., & Zilli, G. (2009). Comparison between SAW and laser welding processes applied to duplex structures for bridges. Welding International, 23(9), 687–698. http://doi.org/10.1080/09507110902843214Turichin, G., Tsibulskiy, I., Kuznetsov, M., Akhmetov, A., Mildebrath, M., & Hassel, T. (2015). Influence of the Gap Width on the Geometry of the Welded Joint in Hybrid Laser-Arc Welding. Physics Procedia, 78(August), 14–23. http://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.11.013Vogt, U. F., Gorbar, M., Dimopoulos-Eggenschwiler, P., Broenstrup, A., Wagner, G., & Colombo, P. (2010). Improving the properties of ceramic foams by a vacuum infiltration process. Journal of the European Ceramic Society, 30(15), 3005–3011. http://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.06.003
  • Chen, M. F., Hsiao, W. T., Huang, W. L., Hu, C. W., & Chen, Y. P. (2009). Laser coding on the eggshell using pulsed-laser marking system. Journal of Materials Processing Technology, 209(2), 737–744.
  • Garino, J., Rahaman, M. N., & Bal, B. S. (2006). The Reliability of Modern Alumina Bearings in Total Hip Arthroplasty. Seminars in Arthroplasty, 17(3–4), 113–119.
  • Gómez De Salazar, J. M., Soria, A., & Barrena, M. I. (2007). The effect of N2 addition upon the MIG welding process of duplex steels. Journal of Materials Science, 42(13), 4892–4898.
  • Leone, C., Lopresto, V., & De Iorio, I. (2009). Wood engraving by Q-switched diode-pumped frequency-doubled Nd:YAG green laser. Optics and Lasers in Engineering, 47(1), 161–168
  • Maleksaeedi, S., Eng, H., Wiria, F. E., Ha, T. M. H., & He, Z. (2014). Property enhancement of 3D-printed alumina ceramics using vacuum infiltration. Journal of Materials Processing Technology, 214(7), 1301–1306.
  • Migiakis, K., & Papadimitriou, G. D. (2009). Effect of nitrogen and nickel on the microstructure and mechanical properties of plasma welded UNS S32760 superstainless steels. Journal of Materials Science, 44(23), 6372–6383.
  • Sorrentino, S., Fersini, M., & Zilli, G. (2009). Comparison between SAW and laser welding processes applied to duplex structures for bridges. Welding International, 23(9), 687–698.
  • Turichin, G., Tsibulskiy, I., Kuznetsov, M., Akhmetov, A., Mildebrath, M., & Hassel, T. (2015). Influence of the Gap Width on the Geometry of the Welded Joint in Hybrid Laser-Arc Welding. Physics Procedia, 78(August), 14–23.
  • Vogt, U. F., Gorbar, M., Dimopoulos-Eggenschwiler, P., Broenstrup, A., Wagner, G., & Colombo, P. (2010). Improving the properties of ceramic foams by a vacuum infiltration process. Journal of the European Ceramic Society, 30(15), 3005–3011.

Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma

Yıl 2019, Cilt 45, Sayı 1, 88 - 94, 30.04.2019

Öz

Bu çalışmada, alümina seramiklerinin lazerle işleme süreçleri araştırılmıştır. Bu lazer işleme prosedüründe lazer gücü ve işlem hızının alümina örnekleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Lazer işlemenin başlıca faydaları esneklik ile birlikte yüksek hız, yüksek hassasiyet ve iyi kalitedir. Ayrıca, seramikler yüksek sertlikleri ve kırılganlıkları nedeniyle geleneksel yöntemlerle zorlukla işlenir. CO2 lazer işleme alümina seramiklerinin, çıkış gücü, işlem hızı parametrelerinin etkisi ile ilgili analizleri yapıldı. İşaret genişliği, işaret derinliği ve kontrast değerlendirildi ve çıktı gücünün hem işaret derinliğini hem de genişliği belirlediği tespit edildi. Daha yüksek güç, yüksek kontrast ile karakterize edilmiş, bu durum daha derin ve daha geniş işaretlerin oluşmasına neden olmuştur. İşlem hızı, üst üste binen lekeleri ve lazer-malzeme etkileşim süresini kontrol eder, böylece işaret derinliği ve kontrastı üzerinde etkisi olur. Araştırma, derin çizgiler üretmek için yüksek çıkış güçlerinin gerekli olduğunu ve düşük işlem hızlarıyla birlikte yüksek çıkış güçlerinin, gravürleme sırasında tatmin edici kalitede genişliği ve derinliği elde etmek için en uygun parametreler olduğu neticesinde netleştiğini açıkladı. Örnekler konfokal mikroskop ve SEM kullanılarak analiz edildi.

Kaynakça

  • Cervo, R., Ferro, P., & Tiziani, A. (2010). Annealing temperature effects on super duplex stainless steel UNS s32750 welded joints. I: Microstructure and partitioning of elements. Journal of Materials Science, 45(16), 4369–4377. http://doi.org/10.1007/s10853-010-4310-1Chen, M. F., Hsiao, W. T., Huang, W. L., Hu, C. W., & Chen, Y. P. (2009). Laser coding on the eggshell using pulsed-laser marking system. Journal of Materials Processing Technology, 209(2), 737–744. http://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.02.075Garino, J., Rahaman, M. N., & Bal, B. S. (2006). The Reliability of Modern Alumina Bearings in Total Hip Arthroplasty. Seminars in Arthroplasty, 17(3–4), 113–119. http://doi.org/10.1053/j.sart.2006.09.004Gómez De Salazar, J. M., Soria, A., & Barrena, M. I. (2007). The effect of N2 addition upon the MIG welding process of duplex steels. Journal of Materials Science, 42(13), 4892–4898. http://doi.org/10.1007/s10853-006-0557-yLeone, C., Lopresto, V., & De Iorio, I. (2009). Wood engraving by Q-switched diode-pumped frequency-doubled Nd:YAG green laser. Optics and Lasers in Engineering, 47(1), 161–168. http://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2008.06.019Maleksaeedi, S., Eng, H., Wiria, F. E., Ha, T. M. H., & He, Z. (2014). Property enhancement of 3D-printed alumina ceramics using vacuum infiltration. Journal of Materials Processing Technology, 214(7), 1301–1306. http://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.01.019Migiakis, K., & Papadimitriou, G. D. (2009). Effect of nitrogen and nickel on the microstructure and mechanical properties of plasma welded UNS S32760 super-duplex stainless steels. Journal of Materials Science, 44(23), 6372–6383. http://doi.org/10.1007/s10853-009-3878-9Sorrentino, S., Fersini, M., & Zilli, G. (2009). Comparison between SAW and laser welding processes applied to duplex structures for bridges. Welding International, 23(9), 687–698. http://doi.org/10.1080/09507110902843214Turichin, G., Tsibulskiy, I., Kuznetsov, M., Akhmetov, A., Mildebrath, M., & Hassel, T. (2015). Influence of the Gap Width on the Geometry of the Welded Joint in Hybrid Laser-Arc Welding. Physics Procedia, 78(August), 14–23. http://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.11.013Vogt, U. F., Gorbar, M., Dimopoulos-Eggenschwiler, P., Broenstrup, A., Wagner, G., & Colombo, P. (2010). Improving the properties of ceramic foams by a vacuum infiltration process. Journal of the European Ceramic Society, 30(15), 3005–3011. http://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.06.003
  • Chen, M. F., Hsiao, W. T., Huang, W. L., Hu, C. W., & Chen, Y. P. (2009). Laser coding on the eggshell using pulsed-laser marking system. Journal of Materials Processing Technology, 209(2), 737–744.
  • Garino, J., Rahaman, M. N., & Bal, B. S. (2006). The Reliability of Modern Alumina Bearings in Total Hip Arthroplasty. Seminars in Arthroplasty, 17(3–4), 113–119.
  • Gómez De Salazar, J. M., Soria, A., & Barrena, M. I. (2007). The effect of N2 addition upon the MIG welding process of duplex steels. Journal of Materials Science, 42(13), 4892–4898.
  • Leone, C., Lopresto, V., & De Iorio, I. (2009). Wood engraving by Q-switched diode-pumped frequency-doubled Nd:YAG green laser. Optics and Lasers in Engineering, 47(1), 161–168
  • Maleksaeedi, S., Eng, H., Wiria, F. E., Ha, T. M. H., & He, Z. (2014). Property enhancement of 3D-printed alumina ceramics using vacuum infiltration. Journal of Materials Processing Technology, 214(7), 1301–1306.
  • Migiakis, K., & Papadimitriou, G. D. (2009). Effect of nitrogen and nickel on the microstructure and mechanical properties of plasma welded UNS S32760 superstainless steels. Journal of Materials Science, 44(23), 6372–6383.
  • Sorrentino, S., Fersini, M., & Zilli, G. (2009). Comparison between SAW and laser welding processes applied to duplex structures for bridges. Welding International, 23(9), 687–698.
  • Turichin, G., Tsibulskiy, I., Kuznetsov, M., Akhmetov, A., Mildebrath, M., & Hassel, T. (2015). Influence of the Gap Width on the Geometry of the Welded Joint in Hybrid Laser-Arc Welding. Physics Procedia, 78(August), 14–23.
  • Vogt, U. F., Gorbar, M., Dimopoulos-Eggenschwiler, P., Broenstrup, A., Wagner, G., & Colombo, P. (2010). Improving the properties of ceramic foams by a vacuum infiltration process. Journal of the European Ceramic Society, 30(15), 3005–3011.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Fen
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Mehmet Hakan ÇOLPAN (Sorumlu Yazar)
Türkiye

Yayımlanma Tarihi 30 Nisan 2019
Yayınlandığı Sayı Yıl 2019, Cilt 45, Sayı 1

Kaynak Göster

Bibtex @araştırma makalesi { sufefd547507, journal = {Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi}, issn = {}, eissn = {2458-9411}, address = {Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü 3. Kat No: 324, Selçuklu, 42250, KONYA}, publisher = {Selçuk Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {45}, pages = {88 - 94}, doi = {}, title = {Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma}, key = {cite}, author = {Çolpan, Mehmet Hakan} }
APA Çolpan, M. H. (2019). Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma . Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi , 45 (1) , 88-94 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/sufefd/issue/44924/547507
MLA Çolpan, M. H. "Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma" . Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi 45 (2019 ): 88-94 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/sufefd/issue/44924/547507>
Chicago Çolpan, M. H. "Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma". Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi 45 (2019 ): 88-94
RIS TY - JOUR T1 - Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma AU - Mehmet Hakan Çolpan Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - DO - T2 - Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 88 EP - 94 VL - 45 IS - 1 SN - -2458-9411 M3 - UR - Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma %A Mehmet Hakan Çolpan %T Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma %D 2019 %J Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi %P -2458-9411 %V 45 %N 1 %R %U
ISNAD Çolpan, Mehmet Hakan . "Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma". Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi 45 / 1 (Nisan 2019): 88-94 .
AMA Çolpan M. H. Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma. sufefd. 2019; 45(1): 88-94.
Vancouver Çolpan M. H. Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma. Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi. 2019; 45(1): 88-94.
IEEE M. H. Çolpan , "Seramik Yüzeylerin Lazerle İşlenmesi Üzerine Bir Çalışma", Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi, c. 45, sayı. 1, ss. 88-94, Nis. 2019


Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Adına Dekan Prof. Dr. Semahat KÜÇÜKKOLBAŞI
Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi temel bilimlerde ve diğer uygulamalı bilimlerde özgün sonuçları olan Türkçe ve İngilizce makaleleri kabul eder. Dergide ayrıca güncel yenilikleri içeren derlemelere de yer verilebilir.
Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi;
İlk olarak 1981 yılında S.Ü. Fen-Edebiyat Fakültesi Dergisi olarak yayın hayatına başlamış; 1984 yılına kadar (Sayı 1-4) bu adla yayınlanmıştır.
1984 yılında S.Ü. Fen-Edeb. Fak. Fen Dergisi olarak adı değiştirilmiş 5. sayıdan itibaren bu isimle yayınlanmıştır.
3 Aralık 2008 tarih ve 27073 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan 2008/4344 sayılı Bakanlar Kurulu Kararı ile Fen-Edebiyat Fakültesi; Fen Fakültesi ve Edebiyat Fakültesi olarak ayrılınca 2009 yılından itibaren dergi Fen Fakültesi Fen Dergisi olarak çıkmıştır.


Creative Commons Lisansı
Selçuk Üniversitesi Fen Fakültesi Fen Dergisi Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.