Lasery są skutecznym narzędziem do zastosowań w mikroobróbce, w których lasery mogą skupiać się na niewielkim obszarze docelowym i osiągać efekt „obróbki na zimno”. Interakcja między laserem a materiałem w obszarze docelowym będzie kontrolowana przez kilka parametrów, takich jak długość fali, energia impulsu i szerokość impulsu itp. Kombinacja parametrów określa szczytową gęstość energii impulsu. Różne kombinacje parametrów mogą wytworzyć warunki przetwarzania wymagane do znakowania, cięcia, przebijania, wyżarzania, hartowania i innych operacji.
Aby poprawić moc wyjściową laserów impulsowych, zwiększyć gęstość energii i kontrolować efekty termiczne, przemysł opracował różne technologie modulacji, w tym głównie technologię strojenia Q, technologię blokowania modów, technologię strojenia, technologię wzmacniania impulsów chirp (znaną również jako CPA technologia) i technologia wzmocnienia mocy oscylacji głównej (znana również jako technologia MOPA) itp. Szczegóły są następujące:
1. Technologia Tuning Q działa na zasadzie, że po uformowaniu się stanu inwersji liczby cząstek materiału roboczego i nie powoduje on wytworzenia oscylacji lasera, gdy liczba cząstek zgromadzi się do wystarczająco wysokiego poziomu, przełącznik zostaje nagle natychmiast włączony, tak, że bardzo silna oscylacja lasera i wysoka moc, wyjście lasera impulsowego o wąskiej szerokości impulsu mogą być tworzone w stosunkowo krótkim czasie;
2. Technologia blokowania modów oznacza, że istnieje określona różnica faz między różnymi modami podłużnymi we wnęce rezonansowej, uzyskując w ten sposób serię równomiernie rozmieszczonych w czasie sekwencji ultrakrótkich impulsów laserowych, które wraz ze specjalną technologią szybkiego przełączania optycznego mogą dalej wybierać pojedynczy ultrakrótki impuls laserowy z sekwencji impulsów;
3. Przestrajalna technologia odnosi się do stale kontrolowanej wyjściowej długości fali w określonym zakresie. Obecnie kryształ lasera (półprzewodnikowy nośnik wzmocnienia lasera) osiągnął setki typów, takich jak szafir, kryształ YAG itp. Technologia podwojenia częstotliwości lasera na ciele stałym jest najbardziej dojrzała, pasmo optyczne do osiągnięcia pełnego pokrycia ultrafiolet do podczerwieni, kładąc solidny fundament pod przestrajalną długość fali lasera;
4. Technologia CPA odnosi się do zastosowania rozszerzacza w celu poszerzenia impulsu femtosekundowego w dziedzinie czasu, aby stał się długim impulsem o długości kilkuset pikosekund lub nanosekund, po wielostopniowym wzmocnieniu w celu pełnego wydobycia energii zmagazynowanej w nośniku wzmocnienia, a następnie użyj kompresora szerokości impulsu o przeciwnej dyspersji, aby skompresować długi impuls do wartości zbliżonej do początkowej szerokości impulsu;
5. Technologia MOPA to światło sygnalizacyjne nasion i światło pompy o wysokiej jakości wiązki, połączone w określony sposób z podwójnie płaszczowym włóknem w celu wzmocnienia, uzyskując w ten sposób wzmocnienie źródła światła nasion o dużej mocy. Struktura MOPA lasera jest optymalnym sposobem rozwiązania problemu ultraszybkich laserów zarówno o wysokiej mocy szczytowej, jak i wysokiej jakości wiązki.
Wybór lasera do mikroobróbki zależy od wielu czynników, w tym właściwości materiału, kształtu obróbki oraz wymaganej dokładności. Aby sprostać coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom w zakresie dokładności mikroobróbki, krótka długość fali, wąska szerokość impulsu i duża moc będą głównymi trendami w technologii laserowej do zastosowań mikroobróbki.
Charakterystyka obróbki laserowej i zastosowania mikroobróbki
Obróbka laserowa to przemysłowe zastosowanie technologii laserowej, polegające na skupieniu lasera o określonej mocy na obrabianym przedmiocie, dzięki czemu laser wchodzi w interakcję z przedmiotem i podgrzewa, topi lub odparowuje obrabiany materiał, aby osiągnąć cel przetwarzania. Obróbka laserowa jest typowym przetwarzaniem bezkontaktowym, w porównaniu z innymi metodami przetwarzania ma mniej dalszych procesów, dobrą sterowność, łatwą integrację, wysoką wydajność przetwarzania, niskie straty materiałowe, niskie zanieczyszczenie środowiska, wysoką elastyczność, wysoką jakość i inne znaczące zalety.
W ostatnich latach obróbka laserowa zastępuje tradycyjne metody przetwarzania, a przemysł laserowy oparty na laserach rozwija się szybko i jest obecnie szeroko stosowany w produkcji przemysłowej, komunikacji, przetwarzaniu informacji, wojsku i edukacji oraz badaniach naukowych, tworząc łańcuch przemysłowy na całym świecie, a dojrzałość i głębokość przemysłowego podziału pracy wzrasta. Wraz z przyszłym rozwojem produktów aplikacyjnych do ultra-precyzyjnego i ultra-mikrokierunku, zastosowanie lasera w dziedzinie mikroobróbki będzie coraz bardziej rozległe.
Cięcie laserowe
Zasada działania: Wykorzystując skupioną wiązkę lasera o dużej gęstości mocy do napromieniowania przedmiotu obrabianego, napromieniowany materiał szybko topi się, odparowuje, abluje lub osiąga punkt zapłonu, podczas gdy stopiony materiał jest zdmuchiwany z szybkim przepływem powietrza współosiowym z wiązką, w ten sposób cięcie przedmiotu obrabianego.
Obszary zastosowania i funkcje: duża prędkość cięcia, gładka i piękna powierzchnia, jednorazowa obróbka, niewielkie odkształcenie przedmiotu obrabianego, brak zużycia narzędzia, niewielkie zanieczyszczenie podczas czyszczenia, może przetwarzać metal, niemetalowe i niemetalowe materiały kompozytowe, skórę, drewno , włókna itp. Nadaje się do grubych i cienkich płyt karoserii, części samochodowych, baterii naukowych, rozruszników serca, uszczelnionych przekaźników i innych uszczelnionych urządzeń, a także do dokładnej obróbki urządzeń zimowych, które nie pozwalają na zanieczyszczenie i deformację spawania Spawanie laserowe
Spawanie laserowe
Zasada działania: Wykorzystując promieniowanie wiązki laserowej o wysokiej gęstości energii do ogrzewania powierzchni przedmiotu obrabianego, ciepło powierzchniowe rozprzestrzenia się do wewnątrz poprzez przewodzenie ciepła. Kontrolując parametry szerokości impulsu laserowego, energii, mocy szczytowej i częstotliwości powtarzania, przedmiot obrabiany topi się i tworzy się specyficzne jeziorko stopu.
Obszary zastosowania i właściwości: mała spawalność, brak wpływu pola magnetycznego, mała przestrzeń, brak zanieczyszczenia elektrodą, nadaje się do automatycznego spawania z dużą prędkością, może spawać metale o różnych właściwościach, może pracować w zamkniętej przestrzeni, nadaje się do pił tarczowych, akryl , uszczelki sprężynowe, płytki miedziane do części elektronicznych, niektóre płyty z siatki metalowej, płyty żelazne, płyty stalowe, brąz fosforowy, płyty bakelitowe, cienkie stopy aluminium, szkło kwarcowe, guma silikonowa, blacha ceramiczna z tlenku glinu poniżej 1 mm, stop żelaza stosowany w przemyśle lotniczym, itp.
Znakowanie laserowe
Zasada działania: Używając lasera o wysokiej gęstości energii do lokalnego napromieniowania przedmiotu obrabianego, materiał powierzchni odparowuje lub przechodzi reakcję chemiczną zmiany koloru, pozostawiając w ten sposób trwały ślad.
Obszary zastosowania i cechy: obróbka bezkontaktowa, możliwość znakowania na dowolnej ukształtowanej powierzchni, obrabiany przedmiot nie odkształca się i nie wytwarza naprężeń wewnętrznych, wysoka dokładność obróbki, duża szybkość obróbki, czystość i przyjazność dla środowiska, niski koszt, nadaje się do metalu, plastiku , znakowanie szkła, ceramiki, drewna, skóry i innych materiałów.
Grawerowanie laserowe
Zasada działania: napromieniowanie laserowe powierzchni materiału, materiał pochłania energię i natychmiast topi się lub odparowuje, tworząc wygrawerowaną linię.
Obszary zastosowań i funkcje: automatyczne pomijanie numerów, mały obszar wpływu ciepła, drobne linie, czyszczenie i odporność na zużycie, ochrona środowiska i oszczędność energii, oszczędność materiału, może być stosowany do wytrawiania produktów z drewna, szkła organicznego, blach, szkła, kamienia , kryształ, papier, płyty dwukolorowe, tlenek glinu, skóra, żywica i inne materiały.
Laserowa obróbka powierzchni
Zasada działania: wykorzystanie lasera do ogrzewania powierzchni materiałów metalowych w celu uzyskania powierzchniowej obróbki cieplnej.
Obszary zastosowania i cechy: duża prędkość przetwarzania, odkształcanie małych części, precyzyjne przetwarzanie w celu uzyskania efektu obróbki automatycznego hartowania, odpowiednie do obróbki cieplnej tulei cylindrowych, wałów korbowych, pierścieni tłokowych, komutatorów, kół zębatych i innych części samochodowych, ale także w lotnictwo, przemysł obrabiarek i inne dziedziny są szeroko stosowane.
Przetłumaczone za pomocą www.DeepL.com/Translator (darmowa wersja)
