Лазерная апрацоўка і рэзка & LBM

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING technology that uses a laser to cut materials, and is typically used for industrial manufacturing applications. In ЛАЗЕРНАЯ АБРАБОТКА ПРАМЕНЕМ (LBM), лазерная крыніца факусуе аптычную энергію на паверхні загатоўкі. Лазерная рэзка накіроўвае высока сфакусаваны і высокашчыльны выхад высокамагутнага лазера з дапамогай кампутара на матэрыял, які трэба выразаць. Затым мэтавы матэрыял альбо плавіцца, згарае, выпараецца, альбо выдзімаецца бруёй газу, кантраляваным чынам пакідаючы край з высакаякаснай аздабленнем паверхні. Нашы прамысловыя лазерныя разакі падыходзяць для рэзкі плоскіх лістоў, а таксама канструкцыйных і трубаправодных матэрыялаў, металічных і неметалічных нарыхтовак. Як правіла, у працэсах апрацоўкі лазерным прамянём і рэзкі вакуум не патрабуецца. Ёсць некалькі тыпаў лазераў, якія выкарыстоўваюцца ў лазернай рэзцы і вытворчасці. Імпульсны або бесперапынны wave CO2 LASER прыдатны для рэзкі, расточвання і гравіроўкі. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical па стылі і адрозніваюцца толькі прымяненнем. Неадымавы Nd выкарыстоўваецца для свідравання і там, дзе патрабуецца высокая энергія, але нізкая колькасць паўтораў. З іншага боку, лазер Nd-YAG выкарыстоўваецца там, дзе патрабуецца вельмі высокая магутнасць, а таксама для расточвання і гравіроўкі. Як CO2, так і Nd/Nd-YAG лазеры можна выкарыстоўваць для ЛАЗЕРНАЙ ЗВАРКІ. Іншыя лазеры, якія мы выкарыстоўваем у вытворчасці, ўключаюць Nd: GLASS, RUBY і EXCIMER. Пры апрацоўцы лазерным прамянём (LBM) важныя наступныя параметры: Каэфіцыент адлюстравання і цеплаправоднасць паверхні нарыхтоўкі, а таксама яе ўдзельная цеплыня і схаваная цеплыня плаўлення і выпарэння. Эфектыўнасць працэсу лазернай апрацоўкі (LBM) павялічваецца з памяншэннем гэтых параметраў. Глыбіня рэзання можа быць выражана як:

 

t ~ P / (vxd)

 

Гэта азначае, што глыбіня рэзання "t" прапарцыйная спажыванай магутнасці P і зваротна прапарцыйная хуткасці рэзання v і дыяметру плямы лазернага прамяня d. Паверхня, вырабленая з LBM, звычайна шурпатая і мае зону тэрмічнага ўздзеяння.

 

 

 

ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА І АБРАБОТКА ВУГЛЯДЫАКСІДАМ (CO2): CO2-лазеры, якія ўзбуджаюцца пастаянным токам, напампоўваюцца шляхам прапускання току праз газавую сумесь, у той час як CO2-лазеры з радыёчастотным узбуджэннем выкарыстоўваюць радыёчастотную энергію для ўзбуджэння. ВЧ-метад адносна новы і стаў больш папулярным. Канструкцыі пастаяннага току патрабуюць электродаў унутры поласці, і таму яны могуць мець электродную эрозію і пакрыццё электроднага матэрыялу на оптыцы. Наадварот, радыёчастотныя рэзанатары маюць вонкавыя электроды, і таму яны не схільныя гэтым праблемам. Мы выкарыстоўваем CO2-лазеры для прамысловай рэзкі многіх матэрыялаў, такіх як мяккая сталь, алюміній, нержавеючая сталь, тытан і пластмасы.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: Мы выкарыстоўваем YAG лазеры для рэзкі і скрэбвання металаў і керамікі. Лазерны генератар і знешняя оптыка патрабуюць астуджэння. Адпрацаванае цяпло выпрацоўваецца і перадаецца цепланосбітам або непасрэдна ў паветра. Вада - звычайная цепланосбіт, якая звычайна цыркулюе праз ахаладжальнік або сістэму цеплаабмену.

 

 

 

ЭКСІМЕРНАЯ ЛАЗЕРНАЯ РЭЗКА і АБРАБОТКА: эксімерны лазер - гэта разнавіднасць лазера з даўжынямі хваль ва ўльтрафіялетавым дыяпазоне. Дакладная даўжыня хвалі залежыць ад малекул, якія выкарыстоўваюцца. Напрыклад, з малекуламі, паказанымі ў круглых дужках, звязаны наступныя даўжыні хваль: 193 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 353 нм (XeF). Некаторыя эксімерныя лазеры перабудоўваюцца. Эксімерныя лазеры валодаюць той прывабнай уласцівасцю, што яны могуць выдаляць вельмі тонкія пласты павярхоўнага матэрыялу амаль без нагрэву або пераходу на астатнюю частку матэрыялу. Такім чынам, эксімерныя лазеры добра падыходзяць для дакладнай мікраапрацоўкі арганічных матэрыялаў, такіх як некаторыя палімеры і пластмасы.

 

 

 

ГАЗАВАЯ ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА: часам мы выкарыстоўваем лазерныя прамяні ў спалучэнні з патокам газу, напрыклад, кіслароду, азоту або аргону, для рэзкі тонкіх ліставых матэрыялаў. Гэта робіцца з дапамогай a LASER-BEAM TORCH. Для нержавеючай сталі і алюмінія мы выкарыстоўваем лазерную рэзку азотам пад высокім ціскам з выкарыстаннем інэртнага газу. Гэта прыводзіць да таго, што краю без аксідаў паляпшаюць зварваемасць. Гэтыя патокі газу таксама здзімаюць расплаўлены і выпараны матэрыял з паверхняў нарыхтовак.

 

 

 

У a LASER MICROJET CUTTING мы маем вадаструйны лазер, у якім імпульсны лазерны прамень злучаны з вадзяной бруёй нізкага ціску. Мы выкарыстоўваем яго для лазернай рэзкі пры выкарыстанні бруі вады для навядзення лазернага прамяня, падобна аптычнага валакна. Перавагі лазернай мікраструйнай рэзкі заключаюцца ў тым, што вада таксама выдаляе смецце і астуджае матэрыял, гэта хутчэй, чым традыцыйная «сухая» лазерная рэзка з больш высокімі хуткасцямі нарэзкі кубікамі, паралельным зрэзам і магчымасцю ўсенакіраванай рэзкі.

 

 

 

Мы выкарыстоўваем розныя метады рэзкі з дапамогай лазера. Некаторыя з метадаў выпарвання, расплаву і выдзімання, расплаву, выдзімання і апёку, крэкінгу ад тэрмічнага напружання, скрайбінгавання, халоднай рэзкі і абпальвання, стабілізаванай лазернай рэзкі.

 

- Рэзка выпараннем: сфакусаваны прамень награвае паверхню матэрыялу да тэмпературы кіпення і стварае адтуліну. Адтуліна прыводзіць да раптоўнага павелічэння паглынальнай здольнасці і хутка паглыбляе адтуліну. Калі адтуліна паглыбляецца і матэрыял закіпае, пар, які ўтвараецца, раз'ядае расплаўленыя сценкі, выдзімаючы матэрыял і яшчэ больш павялічваючы адтуліну. Гэтым метадам звычайна рэжуць неплаўкія матэрыялы, такія як дрэва, вуглярод і рэактыўны пластык.

 

- Рэзка расплаўленнем і выдзіманнем: мы выкарыстоўваем газ пад высокім ціскам, каб выдзімаць расплаўлены матэрыял з зоны рэзкі, зніжаючы неабходную магутнасць. Матэрыял награваецца да тэмпературы плаўлення, а затым бруя газу выдзімае расплаўлены матэрыял з разрэзу. Гэта пазбаўляе ад неабходнасці далейшага павышэння тэмпературы матэрыялу. Мы рэжам металы гэтай тэхнікай.

 

- Парэпанне ад тэрмічнага напружання: далікатныя матэрыялы адчувальныя да тэрмічнага разбурэння. Прамень факусуюць на паверхні, выклікаючы лакальнае награванне і цеплавое пашырэнне. Гэта прыводзіць да расколіны, якую потым можна накіроўваць, рухаючы бэльку. Гэтую тэхніку мы выкарыстоўваем у рэзцы шкла.

 

- Схаваная нарэзка крамянёвых пласцін: аддзяленне мікраэлектронных чыпаў ад крамянёвых пласцін выконваецца ў працэсе схаванай нарэзкі з выкарыстаннем імпульснага Nd:YAG-лазера, даўжыня хвалі 1064 нм добра адаптаваная да электроннай забароненай зоны крэмнію (1,11 эВ або 1117 нм). Гэта папулярна ў вырабе паўправадніковых прыбораў.

 

- Рэактыўная рэзка: таксама называецца рэзкай полымем, гэтая тэхніка можа быць падобная да рэзкі кіслароднай факелам, але з лазерным прамянём у якасці крыніцы запальвання. Мы выкарыстоўваем гэта для рэзкі вугляродзістай сталі таўшчынёй больш за 1 мм і нават вельмі тоўстых сталёвых пласцін з невялікай магутнасцю лазера.

 

 

 

ІМПУЛЬСНЫЯ ЛАЗЕРЫ забяспечваюць выбух энергіі высокай магутнасці на кароткі перыяд і вельмі эфектыўныя ў некаторых працэсах лазернай рэзкі, такіх як пракол, або калі патрабуюцца вельмі маленькія адтуліны або вельмі нізкія хуткасці рэзкі. Калі б замест гэтага выкарыстоўваўся пастаянны лазерны прамень, цяпло магло б дасягнуць такой ступені, каб расплавіцца ўвесь апрацоўваны кавалак. Нашы лазеры маюць магчымасць імпульсаваць або зрэзаць CW (бесперапынную хвалю) пад кіраваннем праграмы ЧПУ (лічбавае кіраванне). Мы выкарыстоўваем DOUBLE PULSE LASERS emitting серыі пар імпульсаў для паляпшэння хуткасці выдалення матэрыялу і якасці адтулін. Першы імпульс выдаляе матэрыял з паверхні, а другі імпульс прадухіляе прыліпанне выкінутага матэрыялу да боку адтуліны або разрэзу.

 

 

 

Допускі і аздабленне паверхні пры лазернай рэзцы і механічнай апрацоўцы выдатныя. Нашы сучасныя лазерныя разакі маюць дакладнасць пазіцыянавання каля 10 мікраметраў і паўтаральнасць 5 мікраметраў. Стандартныя шурпатасці Rz павялічваюцца з таўшчынёй ліста, але памяншаюцца з магутнасцю лазера і хуткасцю рэзкі. Працэсы лазернай рэзкі і механічнай апрацоўкі дазваляюць дасягаць блізкіх дапушчальных адхіленняў, часта з дакладнасцю да 0,001 цалі (0,025 мм). Геаметрыя дэталяў і механічныя характарыстыкі нашых станкоў аптымізаваны для дасягнення найлепшых допускаў. Аздабленне паверхні, якую мы можам атрымаць пры рэзцы лазерным прамянём, можа вагацца ад 0,003 мм да 0,006 мм. Як правіла, мы лёгка атрымліваем адтуліны дыяметрам 0,025 мм, а адтуліны памерам усяго 0,005 мм і суадносіны глыбіні адтуліны да дыяметра 50 да 1 вырабляюцца ў розных матэрыялах. Нашы самыя простыя і стандартныя лазерныя разакі будуць рэзаць метал з вугляродзістай сталі таўшчынёй 0,020–0,5 цалі (0,51–13 мм) і могуць быць у трыццаць разоў хутчэй, чым стандартнае пілаванне.

 

 

 

Лазерная апрацоўка шырока выкарыстоўваецца для свідравання і рэзкі металаў, неметалаў і кампазітных матэрыялаў. Перавагі лазернай рэзкі перад механічнай рэзкай ўключаюць больш лёгкае ўтрыманне, чысціню і меншае забруджванне нарыхтоўкі (паколькі няма рэжучай абзы, як пры традыцыйным фрэзераванні або такарнай апрацоўцы, якая можа забруджвацца матэрыялам або забруджваць матэрыял, г.зн. назапашванне). Абразіўная прырода кампазіцыйных матэрыялаў можа зрабіць іх цяжкай апрацоўкай звычайнымі метадамі, але лёгкай лазернай апрацоўкай. Паколькі лазерны прамень не зношваецца падчас працэсу, атрыманая дакладнасць можа быць лепшай. Паколькі лазерныя сістэмы маюць невялікую зону цеплавога ўздзеяння, існуе таксама меншая верагоднасць дэфармацыі матэрыялу, які рэжацца. Для некаторых матэрыялаў лазерная рэзка можа быць адзіным варыянтам. Працэсы лазернай рэзкі з'яўляюцца гнуткімі, а дастаўка валаконна-аптычнага прамяня, простае мацаванне, кароткі час наладкі, наяўнасць трохмерных сістэм ЧПУ дазваляюць лазернай рэзцы і механічнай апрацоўцы паспяхова канкураваць з іншымі працэсамі вырабу ліставога металу, такімі як штампоўка. З улікам сказанага, лазерную тэхналогію часам можна камбінаваць з тэхналогіямі механічнага вырабу для павышэння агульнай эфектыўнасці.

 

 

 

Лазерная рэзка ліставога металу мае перавагі ў параўнанні з плазменнай рэзкай, бо яна больш дакладная і спажывае менш энергіі, аднак большасць прамысловых лазераў не могуць прарэзаць метал большай таўшчыні, чым плазма. Лазеры, якія працуюць на больш высокіх магутнасцях, такіх як 6000 Вт, набліжаюцца да плазменных машын па здольнасці праразаць тоўстыя матэрыялы. Аднак капітальныя выдаткі на гэтыя лазерныя разакі магутнасцю 6000 Вт значна вышэйшыя, чым на станкі для плазменнай рэзкі, здольныя рэзаць тоўстыя матэрыялы, такія як сталёвы ліст.

 

 

 

Ёсць і недахопы лазернай рэзкі і механічнай апрацоўкі. Лазерная рэзка прадугледжвае вялікае энергаспажыванне. Эфектыўнасць прамысловага лазера можа вагацца ад 5% да 15%. Энергаспажыванне і эфектыўнасць любога канкрэтнага лазера будзе адрознівацца ў залежнасці ад выхадной магутнасці і працоўных параметраў. Гэта будзе залежаць ад тыпу лазера і ад таго, наколькі лазер адпавядае рабоце. Магутнасць лазернай рэзкі, неабходная для выканання канкрэтнай задачы, залежыць ад тыпу матэрыялу, таўшчыні, выкарыстоўванага працэсу (рэактыўны/інэртны) і жаданай хуткасці рэзкі. Максімальная прадукцыйнасць лазернай рэзкі і механічнай апрацоўкі абмежавана шэрагам фактараў, уключаючы магутнасць лазера, тып працэсу (рэактыўны або інэртны), уласцівасці матэрыялу і таўшчыню.

 

 

 

In LASER ABLATION мы выдаляем матэрыял з цвёрдай паверхні, апраменьваючы яе лазерным прамянём. Пры нізкім лазерным патоку матэрыял награваецца паглынутай лазернай энергіяй і выпараецца або сублімуецца. Пры высокім лазерным патоку матэрыял звычайна ператвараецца ў плазму. Лазеры высокай магутнасці ачышчаюць вялікую пляму адным імпульсам. Лазеры меншай магутнасці выкарыстоўваюць мноства невялікіх імпульсаў, якія можна сканаваць па ўсёй вобласці. Пры лазернай абляцыі мы выдаляем матэрыял з дапамогай імпульснага лазера або бесперапыннага лазернага прамяня, калі інтэнсіўнасць лазера дастаткова высокая. Імпульсныя лазеры могуць свідраваць вельмі маленькія глыбокія адтуліны ў вельмі цвёрдых матэрыялах. Вельмі кароткія лазерныя імпульсы выдаляюць матэрыял настолькі хутка, што навакольны матэрыял паглынае вельмі мала цяпла, таму лазернае свідраванне можа праводзіцца на далікатных або адчувальных да цяпла матэрыялах. Лазерная энергія можа выбарачна паглынацца пакрыццямі, таму імпульсныя лазеры CO2 і Nd:YAG можна выкарыстоўваць для ачысткі паверхняў, выдалення фарбы і пакрыцця або падрыхтоўкі паверхняў да афарбоўкі без пашкоджання падкладачнай паверхні.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Гэтыя два метады на самай справе з'яўляюцца найбольш шырока выкарыстоўванымі прыкладаннямі. Не выкарыстоўваюцца ні чарніла, ні насадкі інструментаў, якія датыкаюцца з выгравіраванай паверхняй і зношваюцца, як гэта адбываецца з традыцыйнымі метадамі механічнай гравіроўкі і маркіроўкі. Матэрыялы, спецыяльна распрацаваныя для лазернай гравіроўкі і маркіроўкі, уключаюць адчувальныя да лазера палімеры і спецыяльныя новыя металічныя сплавы. Хаця абсталяванне для лазернай маркіроўкі і гравіроўкі адносна даражэйшае ў параўнанні з такімі альтэрнатывамі, як пуансоны, шпількі, стылусы, штампы для тручэння... і г.д., яны сталі больш папулярнымі дзякуючы сваёй дакладнасці, узнаўляльнасці, гнуткасці, лёгкасці аўтаматызацыі і онлайн-прымянення у самых розных вытворчых асяроддзях.

 

 

 

Нарэшце, мы выкарыстоўваем лазерныя прамяні для некалькіх іншых вытворчых аперацый:

 

- ЛАЗЕРНАЯ ЗВАРКА

 

- ЛАЗЕРНАЯ ТЭРМОВАЯ АПРАЦОЎКА: Дробнамаштабная тэрмаапрацоўка металаў і керамікі для змены механічных і трыбалагічных уласцівасцей іх паверхні.

 

- ЛАЗЕРНАЯ АПРАЦОЎКА / МАДЫФІКАЦЫЯ ПАВЕРХНІ: Лазеры выкарыстоўваюцца для ачысткі паверхняў, увядзення функцыянальных груп, мадыфікацыі паверхняў з мэтай паляпшэння адгезіі да працэсаў нанясення пакрыцця або злучэння.