úvod
Nanosekundové pulzné vláknové lasery sa zvyčajne používajú na laserové značenie, ale pretože náklady na nanosekundové pulzné vláknové lasery sú nízke, kompaktné, spoľahlivé a nevyžadujú častú údržbu, je tiež veľmi vhodný na rezanie vyparovaním. Prijatím návrhov ako MOPA (Master Amplifier Power Amplifier), ktoré priamo modulujú zárodočný laser, môžeme získať krátke impulzy a relatívne vysoký špičkový výkon. Tieto technológie zmenili laser na efektívny nástroj na obrábanie kovov.
Ako alternatíva k rezačke s kontinuálnymi vlnami sa môže v procese rezania odparovaním s viacerými priechodmi použiť laser s pulznými vláknami. Monitorovacie zariadenie riadi laser tak, aby prešiel dozadu a dopredu cez rezaciu čiaru, pričom súčasne odstraňoval iba malé množstvo kovu bez potreby trysiek a asistencie. plyn. Táto technológia poskytuje flexibilné, presné a primerané riešenie. A toto zariadenie je v podstate jednoduchý laserový systém značenia.
Táto technológia rezania sa dá použiť na celý rad materiálov, od neželezných kovov a neželezných kovov až po keramiku, polymérne materiály a dokonca aj kompozity obsahujúce uhlík. Reznú rýchlosť je možné ľahko meniť. Pre tenké kovové platne môže byť menšia ako 10 mm / min. Pri hrubých materiáloch môže byť rýchlosť rezania vyššia ako 1 mm / min. Ak sa používa na rezanie hrubého kovu, na efektívne zväčšenie šírky rezu sa musia použiť špeciálne techniky, ako je kompenzácia reznej línie alebo výkyv lúča. Tieto rýchlosti môžu byť pomalé v porovnaní s tradičným rezaním laserom, ale pre mnohé aplikácie je nízka cena a flexibilita nanosekundových pulzných laserov veľmi atraktívna.
Experimentálne výsledky ukazujú, že všetky modely SM / HS / HM laserov SPI dokážu dosiahnuť efektívne rezanie, ale rezacie vlastnosti každého stroja sa budú mierne líšiť, čo súvisí s výberom materiálov a požadovaným výstupom. Ako príklad je možné uviesť úzku šírku štrbiny, najvhodnejší je SM laser s vysoko kvalitným lúčom a malým bodom. Pre hrubšie materiály bude lepší typ HM s vyšším špičkovým výkonom a väčším rozmerom.
Hliníkový materiál
Čistý hliník a zliatiny hliníka sa široko používajú a niektoré malé a zložité časti sa môžu rezať z hrubších materiálov. (Obrázok 1) Hotový povrch nemá veľký účinok ako kresba a leštenú časť je možné veľmi dobre orezať. Časti až do hrúbky 2 mm sa dajú takto rezať a tvarovať, ale rýchlosť bude nižšia.
Obrázok 1 Medzi rezné vzorky patria: 1. 2 mm hliníkový plech, 0. 2 mm plech z oceľového plechu 0. 5 mm a 2 mm leštený hliník.
Nehrdzavejúca oceľ
Nerezová oceľ je veľmi rozšíreným materiálom. Najmä v lekárskom priemysle sú požiadavky na presnosť rezania veľmi vysoké. Pri materiáloch hrúbky 0 5 mm 304 je možné použiť jednoduchý skenovací systém na dosiahnutie reznej rýchlosti vyššej ako 20 mm / min pri dosiahnutí dobrej kvality rezania. Avšak pri použití lasera 40 W HM, ktorý je vybavený pevnou reznou hlavou a koaxiálnym pomocným plynom, je rýchlosť rezania 20 0μm nehrdzavejúca oceľ môže dosiahnuť viac ako 1. 5 m / min! (Obrázok 2)
Obrázok 2 Spracovanie 200 um hrubého plechu z nehrdzavejúcej ocele s rýchlosťou 40 W HM
1. 5 m / min
Titánový materiál
Tenké titánové platne sa ľahko rezajú. Pri strojárskych aplikáciách je potrebné dbať na to, aby oxidácia hrán neovplyvnila kvalitu rezaných hrán. Avšak pre aplikácie s menej náročnými technickými funkciami, ako sú napríklad ozdobné šperky, je tento proces ideálny a dá sa kombinovať s farebným označením.
Image 3 Titánové remeselné šperky 300 um silné, s použitím 20 rýchlosti rezania laserom W 1 - 2 mm / s
Vysoko reflexný materiál
Meď, mosadz, striebro a zlato majú extrémne vysokú odrazivosť a elektrickú vodivosť, preto sa tieto materiály často považujú za veľmi ťažké rezať. Na začatie procesu rezania je potrebná vysoká hustota energie, ale rezanie je ľahké pomocou nanosekundových laserov.
Mosadz sa všeobecne považuje za zložitý materiál na laserové rezanie a často sa používa ako experimentálny materiál pred rezaním zlata na testovanie a skúmanie parametrov rezania. Pokiaľ existuje dostatočný špičkový výkon, materiály, ktoré sú dosť silné alebo až do 1 mm, môžu byť rezané laserom 20 W HS a kvalita je veľmi dobrá. Ak sa použije 40 W HM laser, maximálna hrúbka, ktorá sa môže spracovať, môže dosiahnuť 2 mm. (Obrázok 4)
Obrázok 4 je 0. 8 mm mosadzná výstroj s hrúbkou mm spracovaná laserom 20 W, trvá 7 minút
Mnoho inžinierskych aplikácií vyžaduje rezanie medi, najmä v elektrickom a elektronickom poli, najmä z plechových materiálov. Aj keď má materiál vysokú odrazivosť a vysokú vodivosť, vysoký špičkový výkon spojený s kovom robí presnosť rezania veľmi vysokou a bez ostrapkov (obrázok 5). Nastávajúcou aplikáciou je rezanie zrážacích stôp medi na doskách s plošnými spojmi medi, pretože na doske existujú určité požiadavky.
Obrázok 5 Rezanie medených plechov pomocou laserového vlákna 20 W
Napríklad u drahých kovov, ako je striebro a zlato, môžeme na rezanie použiť pulzný laser, pretože táto technológia dokáže dokončiť veľmi zložité tvary a miera odpadu materiálu je veľmi nízka, čo je nepochybne veľmi atraktívne pre klenotníkov. Na obrázku nižšie je kvalitná, veľmi nádherná strieborná platňa s priemerom 20 mm. Bol rezaný laserom 20 W HS. (Obrázok 6)
Conclution
Pulzné vláknové lasery s nanosekundami sú veľmi vhodné na rezanie vyparovaním. Vyššie uvedené príklady ukazujú, že mnoho kovov je možné rezať pomocou laserov, čo tiež ukazuje, že takéto lasery sú univerzálne.