Podrobno

Ablation efficiency in MHz burst-mode ultrashort-pulse laser percussion drilling of thin metal foils
ID Gregorčič, Peter, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo (Avtor), ID Ahmed, Rida, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo (Avtor), ID Förster, Daniel (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (16,72 MB)
MD5: 43AD8538918AC896B3D1E03C6D6FF316
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013626003572 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
The increasing average power of ultrashort-pulse lasers requires efficient use of the available pulse energy, and MHz burst operation offers one route by distributing this energy among temporally separated sub-pulses. However, systematic understanding of how ablation efficiency evolves with the number of pulses per burst, N$_{p}$, during percussion drilling of thin metal foils remains limited. Therefore, we investigate how the maximum depth-based ablation efficiency, η$_{max}$, evolves with N$_{p}$ up to 40 during MHz burst-mode percussion drilling of 50-µm-thick metal foils using 300-fs, 1030-nm laser pulses. Measurements for stainless steel (SS) and Ti are compared with those for Al and Cu, with thermal diffusivities approximately one order of magnitude higher. We separate η$_{max}$ into two contributions: the optimum sub-pulse fluence, F▫$_{b}^{opt}$▫, and the average ablation depth per sub-pulse, Δd$_{b}$. A simple theoretical model describes how residual heat accumulation affects F▫$_{b}^{opt}$▫, while the logarithmic ablation-depth law is extended phenomenologically to describe deviations from additive depth scaling. For SS and Ti, F▫$_{b}^{opt}$▫ decreases with N$_{p}$, in agreement with the baseline predicted by the model, while moderately super-additive depth scaling produces a strong initial increase in η$_{max}$; at higher N$_{p}$, η$_{max}$ reaches more than 470% above the single-pulse value. Al and Cu deviate from this baseline through an initial increase in F▫$_{b}^{opt}$▫ and pronounced odd-even modulation of Δd$_{b}$ and η$_{max}$. These departures are consistent with additional plume-mediated attenuation and re-deposition reported in the literature. At larger N$_{p}$, the decrease in Δd$_{b}$ and increasingly melt-dominated morphology coincide with diminishing further gains in η$_{max}$, consistent with melt redistribution and plume-mediated attenuation.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:laser drilling, laser machining, MHz burst mode, ablation efficiency, ultrashort laser pulses
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:19 str.
Številčenje:Vol. 358, art. 119552
PID:20.500.12556/RUL-190344 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:621.9.048
ISSN pri članku:0924-0136
DOI:10.1016/j.jmatprotec.2026.119552 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:302430211 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:26.10.2026
Število ogledov:70
Število prenosov:28
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Journal of materials processing technology
Skrajšan naslov:J. mater. process. technol.
Založnik:Elsevier
ISSN:0924-0136
COBISS.SI-ID:30105600 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:lasersko vrtanje, laserska obdelava, laserski bliski v nizu, učinkovitost ablacije, ultrakratki laserski bliski

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-3052
Naslov:Inženiring inovativnih in pametnih hibridnih materialov prihodnosti z združevanjem laserskofunkcionaliziranih kovinskih površin in živih celic (LaserInSMArT)

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-60051
Naslov:Uporaba laserja za izboljšanje biokompatibilnosti površine kovinskih materialov za nove biomedicinske aplikacije (SurfBioApps)

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0392
Naslov:Optodinamika

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj