Лазерный мир

Кончус Дарина Александровна // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2021

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Санкт-Петербургский горный
университет».

Актуальность темы исследования.

Лазерная маркировка имеет специфические особенности формирования изображения на поверхности различных материалов. Качество маркировки во многом зависит от маркируемых материалов, состояния поверхности, на которую наносятся маркеры, ее долговечность от условий эксплуатации деталей. Все это требует комплексных исследований, разработки нормативной документации для получения качественной и долговечной маркировки. В последнее время значительно возросла востребованность в лазерной маркировке. Поэтому является актуальным изучение влияния режимов лазерной маркировки на поверхность металлических изделий с установлением закономерностей изменений физико-химических свойств маркированной поверхности, влияющих на ее качество, а соответственно, и на считывание закодированной информации. Однако до настоящего времени таких всесторонних исследований не проводилось.

Методология и методы исследования.

Проведение исследований осуществлялось в соответствии с системным подходом, математическим и имитационным моделированием процессов лазерного термического воздействия. При решении поставленных задач в работе использован комплексный подход, включающий теоретические и экспериментальные исследования, обработку и анализ результатов с использованием аналитического синтеза, метода математического анализа, а также экспериментальные исследования методом определения контрастности QR-кода и шероховатости поверхности, оценки коррозионной стойкости и показателей коррозии, определения микротвердости.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что рациональным режимом лазерной маркировки поверхности для коррозионностойкой стали 08Х18Н10 является мощность излучения маркера «МиниМаркер2 — М20» равная 40 %, частота импульса – 100 кГц, длительность импульса – 7 200 нс. При этом частота и длительность импульса оказывают наибольшее воздействие на контрастность полученного изображения и его считываемость. 2. Выявлено, что поверхность, подвергшаяся лазерной маркировке в виде QR-кода, имеет бороздчатую структуру информационного блока с глубиной оплавления 60 мкм, высота наростов по краям такой борозды варьируется от 0,5 мкм до 16 мкм. В пределах показателя перепада шероховатости от 3,14 мкм до 8,00 мкм поверхность обладает высоким показателем контрастности, равным 81-83 % и приводящим к уверенному и быстрому считыванию QR-кода. Степень достоверности результатов исследования обеспечена использованием стандартных методов математического и имитационного моделирования, методов классической механики, статистики для анализа экспериментальных данных, достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных результатов. Апробация результатов работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на следующих семинарах и конференциях: Международная научно-практическая конференция «Современные тенденции развития естествознания и технических наук» (г. Белгород, 2018 г.); Международная научно-практическая конференция «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: IPDMI-2018, 2019, 2020, 2021» (г. Санкт-Петербург, 2018-2021 гг.); XVIII Всероссийская конференция-конкурс студентов и аспирантов «Актуальные проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, 2020 г.); Международный симпозиум «Нанофизика и наноматериалы» (г. Санкт-Петербург, 2019, 2020 гг.).

Полное содержание статьи на https://spmi.ru/sites/default/files/zashita/avtoreferat_konchus.pdf