Contractul nr.: 30N/12.01.2023
Proiectul: „Dezvoltarea de soluții inovatoare și tehnologii de fabricație avansată cu laseri, plasmă și radiații pentru rezolvarea problemelor societale„
Faza 18/2025: „Realizarea instalației de procesare laser aditivă și substractivă în configurație 3D (PL1.9) – final etapa II„
Responsabil fază: Dr. Marian ZAMFIRESCU
Termen de încheiere a fazei: 09.12.2025
Abstract:
Orice stație de lucru cu laser are ca și componente esențiale module optoelectronice și mecanice pentru monitorizarea și controlul poziției probei și a focalizării fasciculului laser pe probă. În această etapă a fost configurat sistemul de vizualizare a probei compus dintr-un microscop optic modular, integrat în stația de lucru cu laser. Sistemul optic este conceput în configurație confocală cu distanță variabilă a elementului de focalizare. Dispozitivul include un sistem electronic de comandă și control pentru sincronizarea pulsurilor laser cu alte echipamente, cum ar fi translațiile motorizate, atenuatoare de fascicul și obturatoare. Unitățile de control ale subansablelor oferă porturi electronice de intrare și ieșire, intrări/ieșiri digitale și interfețe analogice. Mai multe dispozitive pot fi sincronizate prin intermediul porturilor lor de sincronizare externă prin intermediul unor semnale de sincronizare externe (Trigger). Operatorii dispozitivului interacționează direct cu o interfață software grafică (GUI) care oferă controale comune cum ar fi butoane, butoane radio, intrări de text și zone de text. În spatele oricărei interfețe intuitive se află liniile de cod pentru blocuri de decizie și algoritmi. Orice script complex de programare pentru procesarea cu laser include, ca bibliotecă de bază, cel puțin câteva comenzi esențiale pentru mișcări elementare: home(), move_abs(), move_rel(), laser_on(), laser_off(), get(), stop(). Pentru performanțe maxime, sunt asigurare inclusiv condiții specifice pentru mediul de lucru în care operează stația de procesare. Principalii factori de mediu care influențează calitatea procesării sunt temperatura, vibrațiile, praful și umiditatea. Instruirea operatorilor este la fel de importantă. Normele de protecția muncii specifice lucrului cu laserul este un alt factor ce este luat în calcul pentru siguranța operatorilor în timpul operării stației de microprocesare cu laser.
Abstract grafic:
Contractul nr.: 30N/12.01.2023
Proiectul: „Dezvoltarea de soluții inovatoare si tehnologii de fabricație avansată cu laseri, plasmă și radiații pentru rezolvarea problemelor societale„
Faza 19/2025: „Caracterizarea surselor de plasmă obținute din punct de vedere funcțional (operațional). Stabilirea parametrilor optimi de funcționare (PL1.8)„
Responsabil fază: Dr. Corneliu POROȘNICU
Termen de încheiere a fazei: 09.12.2025
Abstract:
În cadrul acestei faze s-a realizat un dispozitiv experimental funcțional, imbunătățit, și optimizat al sursei de plasmă termică la presiune atmosferică pentru depuneri de straturi subțiri și groase de fosfați de calciu. Funcționalitatea sistemului a fost testată pentru diferite gaze de lucru (Ar, N2, amestec N2 – O2 in proporții de 80-20 %), în diverse condiții de flux de gaz și intensității ale curenților de alimentare a sursei de plasmă. Dispozitivul experimental precum și testarea componentelor individuale ale acestuia au fost realizate integral in INFLPR. Jetul de plasmă termică a fost caracterizat optic și spectral prin OES, iar straturile obținute au fost caracterizate prin spectroscopie în Infraroșu cu Transformată Fourier si microscopie electronică de baleiaj.
Rezultatele obtinute au permis identificarea condițiilor optime de funcționare a dispozitivului cu sursă de plasmă termică pentru depunerea de straturi de fosfat de calciu cu proprietați identice cu cele ale pulberii precursoare.
Obiectivul fazei a fost și dezvoltarea unei metode de imagistică cu cameră rapidă pentru analiza dinamicii unui jet de plasmă cu microparticule de Al₂O₃. S-au utilizat metode de analiză a curgerii plasmatice în descărcare RF. Pentru procesul de depunere s-a aplicat imagistică bazată pe flux optic, care determină câmpul local de viteză din variațiile de intensitate între cadre succesive capturate cu cameră ultrarapidă. Fluxul optic măsoară deplasarea pixelilor, fiind ideal pentru mișcări rapide și variații spațiale fine. Jetul de plasmă direcționează pulberea către substrat; imaginile au fost achiziționate cu camera Photron la 60 fps. Preprocesarea a inclus CLAHE pentru contrast local și filtrare gaussiană pentru reducerea zgomotului, evidențiind marginile și detaliile. Metoda proprie folosește algoritmul Farnebäck, care estimează deplasări bidimensionale dense per pixel, robust la variații de iluminare – superior lui Lucas-Kanade (limitat la puncte de interes). Se utilizează piramidă multirezoluție, începând de la nivel jos, cu rafinare iterativă.
Studiul prezintă de asemenea sinteza nanoparticulelor de nitrură de tungsten folosind o sursă MSGA, prin utilizarea unui amestec N₂–H₂ în descărcare. Introducerea H₂ în descărcare a dus la o creștere a ratei de depunere comparativ cu ratele foarte mici (aproape neglijabile) obținute doar cu N₂. Analiza morfologică a materialului depus relevă formarea unor filme nanostructurate formate din agregate de nanoparticule cu diametre de 6–17 nm, în timp ce analizele de compoziție chimică indică prezența W₂N și WO₃, sugerând că sunt necesare studii suplimentare pentru creșterea purității nanoparticulelor. A fost elaborată documentație tehnică la nivel TRL4 pentru producerea nanoparticulelor metalice de W folosind sursa MSGA.
Abstract grafic:
