激光穿孔的案例
comsol 激光焊接、激光穿孔模型
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CO2激光與光纖激光切割工藝及成本分析
切割厚度>6mm的板材，光纖激光無優勢。隨著厚度的增加，CO2激光漸顯優勢，但并不明顯。圖3為不同材料的切割速度。
（a）中碳鋼 （b）不銹鋼
圖3 不同材料的切割速度
激光束在工件開始切割前，需要穿透工件。光纖激光的穿孔時間明顯要比CO2激光長。以3kW光纖激光和CO2激光為例，對于8mm的碳鋼，后者比前者少1s；10mm時，后者少2s；隨著厚度的增加，CO2激光在穿孔2000次、每次穿孔差3s計算，則每天穿孔時間差為6000s，約合1.7h。
斷面質量通常指粗糙度、垂直度。切割3mm以下厚度的鋼板時，光纖激光切割的斷面質量略差于CO2激光。隨著厚度的增加，斷面質量的差異越加明顯。切割3mm及以上的不銹鋼時，光纖激光切割的斷面呈磨砂狀，而CO2激光呈光亮。切割16mm的碳鋼，光纖激光切割斷面垂直度遠差于CO2激光，前者為0.4~0.5mm，后者為0.1mm。另外，由于光纖激光頻率低，能量密度大，在切割碳鋼小孔時，反而是個缺點，易產生過燒。CO2激光與光纖激光切割工藝比對如表1所示。
3. CO2激光切割與光纖激光切割成本分析
以切割5mm不銹鋼板為例，CO2激光與光纖激光切割工藝成本分析如表2所示。
根據上表中的數據分析，按設備年時基數3860h計算，在切割5mm不銹鋼時，CO2激光切割機的運行成本為每小時268.8元，光纖激光切割機運行成本為每小時242.7元。CO2激光和光纖激光切割速度分別按每分鐘2.5m、8.2m計算，CO2激光切割成本為每米1.79元，光纖激光切割成本為每米0.48元。
4. 綜合比較及建議
CO2激光切割和光纖激光切割都有其適用的領域。
展開 FRED運用之錐透鏡的設計
可以用于激光打孔/光學穿孔，光學捕獲，光學相干斷層掃描(OCT)，角膜手術，望遠鏡等。本文以Throlabs AX2520-UV型號為例，來模擬將平面波入射光束轉變為環形輪廓。
模型
光線追跡使用相干光線追跡，FRED的相干光技術高斯光束分解技術，為了使圓錐表面中心點光線錯誤最小，需要追跡大量的光線。本例中，我們使用201*201的格子光。
圖1. 平面波光源的設定
表1[1].幾何結構規格設定
分析
環形輪廓圖我們選擇像平面處的照度圖、能量密度圖或標量場查看，如下圖所示我們選擇FRED中的可視化視圖，具體操作可以參考[2]中的文章。
長文丨商用車動力總成最高系統效率的探討
4.4.1 金屬支撐固態氧化物燃料電池
金屬支撐復合電解質固態氧化物燃料電池如圖17a所示：電池單元的基板是不銹鋼，不銹鋼片通過激光穿孔以創建一個氣體滲透的中央區域和周圍有沒有穿孔的外部區域；陽極以鈰鎳金屬陶瓷為材料，沉積在基板的穿孔區域；電解質沉積陽極之上，并重疊到周圍沒有穿孔的鋼片上，在陽極邊緣形成密封。電解質采用復合電解質結構，它由 3 層組成：第1 層CGO，確保氣密性；第2 層電子阻擋層；第3 層也使用氧化鈰在電子阻擋層和陰極之間。陰極也是雙層結構：一層是傳統的鈣鈦礦陶瓷氧化物，對氧氣起催化作用；另一層是較厚的電流收集層，以優化陰極性能。圖17b 是5 kW 電堆,由 250 個電池單元組裝而成， 體積在16 L 左右 。
圖17 金屬支撐復合電解質固態氧化物燃料電池
4.4.2 金屬支撐固態氧化物燃料電池性能測試
金屬支撐固態氧化物燃料電池必須滿足熱循環次數和壽命的要求。圖18 所展示的是熱循環次數和壽命的測試結果，圖18a 是啟停次數超過3 000 次的測試結果， 熱循環的溫差是350 ℃，每天循環 10 次。圖18b 是性能衰減0.2% / （1 000 h） 的測試結果，滿足3萬 h 壽命要求。測試結果表明，固態氧化物燃料電池基本上可以滿足商用車8 a 的啟停和運行壽命的要求。
圖18 金屬支撐固態氧化物燃料電池性能測試
圖19 是SOFC 系統效率測試結果。測試系統的輸出功率是10 kW。在輸出功率5 ～ 9 kW 之間，系統效率都超過60%。
圖 19 SOFC 系統效率
4.4.3 新一代超薄電解質制備技術
進一步降低電解質的厚度是降低運行溫度和提升效率的有效途徑之一。使用全新的超薄陶瓷制備技術，如磁控濺射等，將大幅降低電解質厚度，減少比面積電阻，進一步提升燃料電池功率密度。
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