Рабочая программа модуля (дисциплины) лазерная гравировка

• Название: Рабочая программа модуля (дисциплины) лазерная гравировка
• Анкор: rp_lazernaya_gravirovka_cipilev.docx
• Дата: 27.12.2021
• Размер: 63.83 Kb.
• Имя файла: rp_lazernaya_gravirovka_cipilev.docx
• Тип: Рабочая программа; #319956
• страница: 3 из 3

6.2.2 Темы, выносимые на самостоятельную проработку

• 
  Лазерные установки для гравировки алмазов.
  
• 
  Возможности и проблемы цветной гравировки.
  
• 
  Новые приемы и методы лазерной гравировки.
  
• 
  Технико-экономическая эффективность лазерной гравировки.
  
• 
  Установки для глубокой точечной маркировки изделий
  
• 
  Лазерные системы для масочной маркировки.
  
• 
  Лазерные системы для формирования объемных изображений в прозрачных материалах.
  
• 
  Лазерные установки для дерматологии.
  
• 
  Установки для эксимерной коррекции зрения
  

7 Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

7.1 Оценка успеваемости

Оценка успеваемости магистрантов осуществляется по результатам:

• 
  самостоятельного (под контролем учебного мастера) выполнения лабораторной работы;
  
• 
  защите отчетов по лабораторным работам;
  
• 
  опроса при сдаче выполненных самостоятельных заданий;
  
• 
  сдачи коллоквиума;
  
• 
  сдачи реферата по индивидуальной теме;
  
• 
  во время экзамена.
  

7.2Требования к содержанию экзаменационных вопросов

Экзаменационные вопросы распределены по билетам (по три в каждом) и соответствуют тематике разделов содержания дисциплины. Первый вопрос отражает первый и второй разделы и связан с фундаментальными понятиями взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом и физическими процессами при лазерном разрушении материалов, а также с устройством и работой лазерных граверов. Второй вопрос отражает третий раздел содержания дисциплины и требует знаний о способах и технологии нанесения рисунков на металлах и диэлектриках, включая и получение цветных рисунков и объемных изображений в прозрачных средах. Третий вопрос требует описания характеристик, параметров , возможностей и перспектив применения наиболее распространенных моделей лазерных граверов.

7.3 Примеры экзаменационных вопросов

1. 
   Способы накачки активных сред твердотельных, волоконных и СО2 – лазеров.
   
2. 
   Способы транспортировки и фокусировки лазерных пучков. Фокусировка пучка волоконного лазера.
   
3. 
   Качество лазерного пучка, фазовый объем, пределы острой фокусировки.
   
4. 
   Типы манипуляторов лазерного пучка, преимущества и недостатки «летающей оптики».
   
5. 
   Обеспечение высокочастотного режима генерации лазерных граверов.
   
6. 
   Механизмы нагрева вещества при поверхностном (металлы) и объемном (диэлектрики) поглощении.
   
7. 
   Уравнение баланса энергии при лазерном нагреве. Оценка глубины разрушения металлов (испарение, плавление) и диэлектриков (пиролиз, возгонка и пр.).
   
8. 
   Оценка плотности потока (интенсивности) лазерного излучения для испарения металлов и разрушения диэлектриков.
   
9. 
   Влияние паро-плазменного факела на эффективность и качество гравировки.
   
10. 
    Обычная и цветная гравировка железоуглеродистых и легированных сплавов. Способы получения. Технологические особенности.
    
11. 
    Нанесение рисунков на поверхности диэлектриков. Выбор типа лазера (длины волны излучения).
    
12. 
    Нанесение рисунка в объеме диэлектрика. Выбор лазера и длины волны.
    
13. 
    Технология нанесения рисунка методом сублимации.
    
14. 
    Устройство и основные характеристики гравера «Мини-Маркер М10».
    
15. 
    Устройство и основные характеристики гравера «Мини-Маркер 2М20.
    
16. 
    Устройство и основные характеристики гравера «Trotec Speedy 300».
    
17. 
    Манипуляторы пучка граверов «Мини-Маркер М10», «Мини-Маркер 2М20, «Trotec Speedy 300».
    

7.4 Примеры экзаменационных билетов

Институт физики высоких технологий. Кафедра лазерной и световой техники Лазерная гравировка — Экзаменационный билет № 1 (пример)
1.  Механизмы нагрева вещества при поверхностном (металлы) и объемном (диэлектрики) поглощении. . Нанесение рисунков на поверхности диэлектриков. Выбор типа лазера (длины волны излучения). 3. Устройство и основные характеристики гравера «Trotec Speedy 300».
Экзаменатор
Утверждаю
Институт физики высоких технологий. Кафедра лазерной и световой техники Лазерная гравировка — Экзаменационный билет № 2 (пример)
1. Способы транспортировки и фокусировки лазерных пучков. Фокусировка пучка волоконного лазера. 2. Технология нанесения рисунка методом сублимации. 3.  Манипуляторы пучка граверов «Мини-Маркер М10», «Мини-Маркер 2М20, «Trotec Speedy 300». Сравнительный анализ.
Экзаменатор
Утверждаю

8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

8.1 Основная литература

1. 
   А. Г. Григорьянц. Основы лазерной обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1989. — 300 с.
   
2. 
   Лазерные технологии и оборудование. Учебное пособие / В. Ф. Лосев, В. П. Ципилев. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 148 с.
   
3. 
   Технологические лазеры. Справочник // под ред. Г. А. Абильсиитова. — Т. 1–2. — М.: Машиностроение, 1991.
   
4. 
   Справочник по лазерной технике // под ред. А. П. Напортовича. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 543 с.
   
5. 
   Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. Справочник // под ред. Н. Н. Рыкалина. — М.: Машиностроение, 1985. — 496 с.
   
6. 
   Б.Р. Белостоцкий и др. Основы лазерной техники, М, «Советское радио», 1972г.,408 с.
   
7. 
   Справочник по лазерной технике, Пер. с немецкого, М. «Энергоатомиздат», 1991 г. 544с.
   
8. 
   И.И. Пахомов, А.Б. Цибуля Расчет оптических систем лазерных приборов. М, «Радио и связь»1986 г.,150 с.
   
9. 
   К.И. Крылов Основы лазерной техники: Учебное пособие для вузов / К.И. Крылов, В.Т. Прокопенко, В.А. Тарлыков. - Л.: Машиностроение, 1990.—316 с.: ил. (Для вузов). - Библиогр.: с. 314.
   
10. 
    Б.Н. Рахманов Безопасность при эксплуатации лазерных установок / Б.Н. Рахманов, Е.Д. Чистов. - М.: Машиностроение, 1981. - 113 с.
    
11. 
    Справочник по лазерам: В 2-х томах: Пер. с англ. / Под ред. А. М. Прохорова..—1978.—503 с.
    
12. 
    В.А. Прянишников Теоретические основы электротехники: Курс лекций / В.А. Прянишников. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Корона принт, 2000. - 368 с.: ил. - (Учебник для высших и средних учебных заведений).
    

8.2 Вспомогательная литература

1. 
   Г. С. Евтушенко, А. А. Аристов. Лазерные системы в медицине. Учебное пособие. — Томск: Изд-во ТПУ, 1998.
   
2. 
   «Laser Market» // журнал. — 1992-1993
   
3. 
   А. В. Лыков. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967. — 599 с.
   
4. 
   Б. Ф. Федоров. Лазеры: основы устройства и применения. — М.: Изд-во ДОСААФ, 1988. — 189 с.
   
5. 
   Прикладная лазерная медицина. Учебное пособие // под ред. Х. П. Берлиена, Г. Й. Мюллера: пер. с нем. — М.: АО «Интерэксперт», 1997. — 356 с.
   
6. 
   А.Н. Пихтин Оптическая и квантовая электроника: Учебник / А.Н. Пихтин. - М.: Высшая школа, 2001. - 573 с.
   
7. 
   В.И. Дудкин Основы квантовой электроники: Учебное пособие / СПбГТУ. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. - 307 с.
   
8. 
   И.Г. Иванов Ионные лазеры на парах металлов / И.Г. Иванов, Е.Л. Латуш, М.Ф. Сэм. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.
   
9. 
   Основы теории цепей: Учебное пособие / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. - 5-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 528 с.
   

8.3 Интернет-ресурсы

1. 
   ООО ОКБ «Булат» Лазерное оборудование и технологии
   http://laser-bulat.ru/
   
2. 
   Лазерные технологии «Лазертех» http://www.laserteh.spb.ru/
   
3. 
   Научно-практический журнал «Лазерная медицина» http://www.mustangmed.ru/zhurnal-lazernaya-meditsina
   
4. 
   Журнал «Лазерная и опто-электронная техника» http://elibrary.ru/title_about.asp?id=29027
   

9 Материально-техническое обеспечение дисциплины

Студенты выполняют лабораторные работы на лазерных комплексах, имеющихся на кафедре лазерной и световой техники Института физики высоких технологий ТПУ (лаборатория лазерных технологий 247, к. 16; лаборатория лазерной техники 032, к. 2).

Лазерные комплексы включают в себя шесть лазерных установок:

— Промышленный импульсный лазер LQ-929 (с генераторами высших гармоник от второй до пятой и параметрическим генератором в диапазоне 400-700 нм);

— Модифицированный лазер ГОС-1000 (с пятью каскадами усиления);

— Модифицированный лазер ГОС-300 (с импульсом генерации, удлиненным до 8 мс);

— Технологический лазер ЛТН-103;

— Технологический лазер ИЛГН-702;

— Импульсный лазер на углекислом газе (спец. заказ в ИСЭ СО РАН);

– Лазерный гравер марки «Мини-Маркер М10» на основе неодимового лазера;

– Лазерный гравер марки «Мини-Маркер 2М20»;

– Лаззерный гравер марки «Trotec Speedy 300» на основе СО₂ – лазера;

Регистрация лазерного излучения, свечения плазмы, возбуждаемой лазерным излучением, осуществляется фотоприемниками:

— Вакуумный фотодиод ФЭК-19КПУ;

— Фотомодули Hamamatsu серии H-5773 (модель -01 и -04);

— Измеритель энергии ИКТ-1Н и измеритель мощности ИМО-2Н;

Для визуализации сигналов используются цифровых четырехлучевые осциллографы фирмы LeCroy:

— Модель WJ-314 (полоса пропускания 100 МГц);

— Модель WP-7100A (полоса пропускания 1 ГГц);

— Модель WA-214 (полоса пропускания 100 МГц);

– Модель DPO-3034 (полоса пропускания 300 МГц);

– Модель TDS-2024 (полоса пропускания 200 МГц).

Исследование спектрального состава регистрируемых сигналов и управление их интенсивностью может осуществляться с помощью малогабаритных монохроматоров (МУМ-2), спектрографа S–100, спектрографа/монохроматора М 266, нейтральных и полосовых фильтров, интерференционных зеркал, светоделительных элементов (кубики, призмы Дове).

Преобразование и передача световых сигналов может осуществляться линзами с различными апертурами и относительными отверстиями, световодными волокнами и жгутами различного диаметра и различных длин.

Наблюдение за технологическими процессами может производиться через оптическую приставку СОК-1. Наблюдение следов разрушений в исследуемых веществах можно осуществлять через микроскоп МБС-9.

Лабораторная база также включает спектрофотометр СФ-26, генераторы импульсных электрических сигналов Г5–56 и ГЗИ-1, коаксиальные кабели с полосой пропускания 1 ГГц.

Для демонстрации презентаций, экстренной обработки и визуализации сигналов в аудитории имеются и используются компьютеры.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ВПО ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС-3 по направлению 200400 «Оптические технологии» по профилю подготовки «Методы и техника импульсных оптико-физических исследований».
Автор: В.П. Ципилев

Рецензент В.И. Корепанов

Программа одобрена на заседании кафедры ЛИСТ ИФВТ
(протокол № 137 от «24» 06 2013 г.).

**Используемые здесь и далее коды целей обучения, результатов обучения и формируемых компетенций берется из основной образовательной программы ТПУ по подготовке магистров по направлению 200400 «Оптотехника».