Laserbearbejdning & skæring & 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. I LASERBEAM MACHINING (LBM) fokuserer en laserkilde optisk energi på overfladen af emnet. Laserskæring retter det meget fokuserede og højdensitetsoutput fra en højeffektlaser via computer mod det materiale, der skal skæres. Det målrettede materiale smelter derefter enten, brænder, fordamper væk eller blæses væk af en gasstråle på en kontrolleret måde og efterlader en kant med en overfladefinish af høj kvalitet. Vores industrielle laserskærere er velegnede til at skære fladt arkmateriale såvel som struktur- og rørmaterialer, metalliske og ikke-metalliske emner. Generelt er der ikke behov for vakuum i laserstrålebearbejdnings- og skæreprocesser. Der er flere typer lasere, der bruges til laserskæring og -fremstilling. Den pulserende eller kontinuerlige bølge CO2 LASER er velegnet til skæring, boring og gravering. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical i stil og adskiller sig kun i anvendelse. Neodymium Nd bruges til at kede, og hvor der kræves høj energi, men lav gentagelse. Nd-YAG laseren på den anden side bruges, hvor der kræves meget høj effekt og til boring og gravering. Både CO2- og Nd/Nd-YAG-lasere kan bruges til LASER-SVEJSNING. Andre lasere, vi bruger i fremstillingen, inkluderer Nd:GLASS, RUBY og EXCIMER. I Laser Beam Machining (LBM) er følgende parametre vigtige: Refleksionsevnen og termisk ledningsevne af emnets overflade og dens specifikke varme og latente varme fra smeltning og fordampning. Effektiviteten af laserstrålebearbejdningsprocessen (LBM) øges med faldet i disse parametre. Skæredybden kan udtrykkes som:

 

t ~ P / (vxd)

 

Dette betyder, at skæredybden "t" er proportional med effekttilførslen P og omvendt proportional med skærehastigheden v og laserstrålens punktdiameter d. Overfladen fremstillet med LBM er generelt ru og har en varmepåvirket zone.

 

 

 

CARBONDIOXID (CO2) LASERSKÆRING OG BEARBEJDNING: De DC-exciterede CO2-lasere bliver pumpet ved at lede en strøm gennem gasblandingen, mens de RF-exciterede CO2-lasere bruger radiofrekvensenergi til excitation. RF-metoden er relativt ny og er blevet mere populær. DC-design kræver elektroder inde i hulrummet, og derfor kan de have elektrodeerosion og plettering af elektrodemateriale på optikken. Tværtimod har RF-resonatorer eksterne elektroder, og derfor er de ikke tilbøjelige til disse problemer. Vi bruger CO2-lasere til industriel skæring af mange materialer såsom blødt stål, aluminium, rustfrit stål, titanium og plast.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: Vi bruger YAG lasere til at skære og keramiske metaller og keramiske metaller. Lasergeneratoren og ekstern optik kræver køling. Spildvarme genereres og overføres af et kølemiddel eller direkte til luft. Vand er et almindeligt kølemiddel, som normalt cirkuleres gennem en køle- eller varmeoverførselssystem.

 

 

 

EXCIMER LASER SKÆRING og BEARBEJDNING: En excimer laser er en slags laser med bølgelængder i det ultraviolette område. Den nøjagtige bølgelængde afhænger af de anvendte molekyler. For eksempel er følgende bølgelængder forbundet med molekylerne vist i parentes: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Nogle excimer-lasere kan indstilles. Excimer-lasere har den attraktive egenskab, at de kan fjerne meget fine lag af overflademateriale næsten uden opvarmning eller ændre sig til resten af materialet. Derfor er excimer-lasere velegnede til præcisionsmikrobearbejdning af organiske materialer såsom nogle polymerer og plast.

 

 

 

GASASSISTERT LASERSKÆRING: Nogle gange bruger vi laserstråler i kombination med en gasstrøm, såsom oxygen, nitrogen eller argon til skæring af tynde pladematerialer. Dette gøres ved hjælp af a LASER-BEAM TORCH. Til rustfrit stål og aluminium bruger vi højtryks inertgas-assisteret laserskæring med nitrogen. Dette resulterer i oxidfrie kanter for at forbedre svejsbarheden. Disse gasstrømme blæser også smeltet og fordampet materiale væk fra emnets overflader.

 

 

 

I a LASER MICROJET CUTTING  har vi en vandstrålestyret laser, hvori en trykpulseret laserstråle er koblet ind i en lavstråle. Vi bruger den til at udføre laserskæring, mens vi bruger vandstrålen til at styre laserstrålen, svarende til en optisk fiber. Fordelene ved lasermikrojet er, at vandet også fjerner snavs og afkøler materialet, det er hurtigere end traditionel ''tør'' laserskæring med højere skærehastigheder, parallel skæring og omnidirektional skæreevne.

 

 

 

Vi anvender forskellige metoder til at skære ved hjælp af lasere. Nogle af metoderne er fordampning, smelte og blæse, smelte blæse og brænde, termisk spændingsrevner, ridsning, koldskæring og brænding, stabiliseret laserskæring.

 

- Fordampningsskæring: Den fokuserede stråle opvarmer materialets overflade til dets kogepunkt og skaber et hul. Hullet fører til en pludselig stigning i absorptionsevnen og uddyber hurtigt hullet. Efterhånden som hullet bliver dybere, og materialet koger, eroderer den dannede damp de smeltede vægge, hvilket blæser materiale ud og forstørrer hullet yderligere. Ikke-smeltende materialer såsom træ, kulstof og hærdeplast skæres normalt ved denne metode.

 

- Smelte- og blæseskæring: Vi bruger højtryksgas til at blæse smeltet materiale fra skæreområdet, hvilket reducerer den nødvendige effekt. Materialet opvarmes til dets smeltepunkt, og derefter blæser en gasstråle det smeltede materiale ud af snittet. Dette eliminerer behovet for at hæve materialets temperatur yderligere. Vi skærer metaller med denne teknik.

 

- Termisk spændingsrevner: Skøre materialer er følsomme over for termiske brud. En stråle er fokuseret på overfladen, hvilket forårsager lokal opvarmning og termisk ekspansion. Dette resulterer i en revne, som derefter kan styres ved at flytte strålen. Vi bruger denne teknik i glasskæring.

 

- Stealth-skæring af siliciumwafers: Adskillelsen af mikroelektroniske chips fra siliciumwafers udføres ved stealth-terningsprocessen ved hjælp af en pulseret Nd:YAG-laser, bølgelængden på 1064 nm er godt tilpasset det elektroniske båndgab af silicium (1,11 eV eller 1117 nm). Dette er populært i fremstilling af halvlederenheder.

 

- Reaktiv skæring: Også kaldet flammeskæring, denne teknik kan minde om iltbrænderskæring men med en laserstråle som antændelseskilde. Vi bruger dette til at skære kulstofstål i tykkelser over 1 mm og endda meget tykke stålplader med lidt laserkraft.

 

 

 

PULSED LASERS giver os et energiudbrud med høj effekt i en kort periode og er meget effektive i nogle laserskæringsprocesser, såsom piercing, eller når meget små huller eller meget lave skærehastigheder er påkrævet. Hvis en konstant laserstråle blev brugt i stedet, kunne varmen nå det punkt, hvor hele det stykke, der bearbejdes, smeltes. Vores lasere har evnen til at pulsere eller skære CW (Continuous Wave) under NC (numerisk kontrol) programkontrol. Vi bruger DOUBLE PULSE LASERS udsender en række pulspar for at forbedre materialefjernelseshastigheden og forbedre hulkvaliteten. Den første puls fjerner materiale fra overfladen, og den anden puls forhindrer det udstødte materiale i at hæfte sig til siden af hullet eller skære.

 

 

 

Tolerancer og overfladefinish i laserskæring og -bearbejdning er fremragende. Vores moderne laserskærere har positioneringsnøjagtigheder i nærheden af 10 mikrometer og gentagelsesmuligheder på 5 mikrometer. Standardruheder Rz øges med pladetykkelsen, men falder med laserkraft og skærehastighed. Laserskærings- og bearbejdningsprocesserne er i stand til at opnå tætte tolerancer, ofte inden for 0,001 tomme (0,025 mm). Delgeometrien og de mekaniske egenskaber i vores maskiner er optimeret for at opnå de bedste toleranceevner. Overfladebehandlinger, vi kan opnå ved laserstråleskæring, kan variere mellem 0,003 mm til 0,006 mm. Generelt opnår vi let huller med 0,025 mm diameter, og huller så små som 0,005 mm og huldybde-til-diameter-forhold på 50 til 1 er blevet fremstillet i forskellige materialer. Vores enkleste og mest standard laserskærere skærer metal i kulstofstål fra 0,020–0,5 tommer (0,51–13 mm) i tykkelse og kan nemt være op til tredive gange hurtigere end standardsavning.

 

 

 

Laserstrålebearbejdning bruges i vid udstrækning til boring og skæring af metaller, ikke-metaller og kompositmaterialer. Fordelene ved laserskæring frem for mekanisk skæring omfatter lettere arbejdshold, renlighed og reduceret forurening af emnet (da der ikke er nogen skærkant som ved traditionel fræsning eller drejning, der kan blive forurenet af materialet eller forurene materialet, dvs. Den slibende natur af kompositmaterialer kan gøre dem vanskelige at bearbejde ved konventionelle metoder, men nemme ved laserbearbejdning. Fordi laserstrålen ikke slides under processen, kan den opnåede præcision være bedre. Fordi lasersystemer har en lille varmepåvirket zone, er der også en mindre chance for at vride det materiale, der skæres. For nogle materialer kan laserskæring være den eneste mulighed. Laserstråleskæringsprocesser er fleksible, og fiberoptisk strålelevering, enkel fastgørelse, korte opsætningstider, tilgængelighed af tredimensionelle CNC-systemer gør det muligt for laserskæring og -bearbejdning at konkurrere med succes med andre metalpladefremstillingsprocesser såsom stansning. Når det er sagt, kan laserteknologi nogle gange kombineres med de mekaniske fremstillingsteknologier for forbedret overordnet effektivitet.

 

 

 

Laserskæring af metalplader har fordelene i forhold til plasmaskæring, at de er mere præcise og bruger mindre energi, dog kan de fleste industrielle lasere ikke skære igennem den større metaltykkelse, som plasma kan. Lasere, der opererer ved højere kræfter, såsom 6000 Watt, nærmer sig plasmamaskiner i deres evne til at skære gennem tykke materialer. Men kapitalomkostningerne for disse 6000 Watt laserskærere er meget højere end for plasmaskæremaskiner, der er i stand til at skære tykke materialer som stålplade.

 

 

 

Der er også ulemper ved laserskæring og -bearbejdning. Laserskæring involverer et højt strømforbrug. Industriel lasereffektivitet kan variere fra 5 % til 15 %. Strømforbruget og effektiviteten af en bestemt laser vil variere afhængigt af udgangseffekt og driftsparametre. Dette vil afhænge af typen af laser og hvor godt laseren matcher det aktuelle arbejde. Mængden af laserskærekraft, der kræves til en bestemt opgave, afhænger af materialetypen, tykkelsen, den anvendte proces (reaktiv/inert) og den ønskede skærehastighed. Den maksimale produktionshastighed ved laserskæring og -bearbejdning er begrænset af en række faktorer, herunder laserkraft, procestype (reaktiv eller inert), materialeegenskaber og tykkelse.

 

 

 

In LASER ABLATION fjerner vi materiale fra en fast overflade ved at bestråle det med en laserstråle. Ved lav laserflux opvarmes materialet af den absorberede laserenergi og fordamper eller sublimerer. Ved høj laserflux omdannes materialet typisk til et plasma. Højeffektlasere renser en stor plet med en enkelt puls. Lasere med lavere effekt bruger mange små impulser, som kan scannes hen over et område. Ved laserablation fjerner vi materiale med en pulserende laser eller med en kontinuerlig bølgelaserstråle, hvis laserintensiteten er høj nok. Pulserende lasere kan bore ekstremt små, dybe huller gennem meget hårde materialer. Meget korte laserimpulser fjerner materiale så hurtigt, at det omgivende materiale absorberer meget lidt varme, derfor kan laserboring udføres på sarte eller varmefølsomme materialer. Laserenergi kan selektivt absorberes af belægninger, derfor kan CO2 og Nd:YAG pulserende lasere bruges til at rense overflader, fjerne maling og belægning eller forberede overflader til maling uden at beskadige den underliggende overflade.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Disse to teknikker er faktisk de mest udbredte applikationer. Der bruges ingen blæk, og det involverer heller ikke værktøjsstykker, som kommer i kontakt med den graverede overflade og slides, hvilket er tilfældet med traditionelle mekaniske gravering og mærkningsmetoder. Materialer specielt designet til lasergravering og mærkning omfatter laserfølsomme polymerer og specielle nye metallegeringer. Selvom lasermærknings- og graveringsudstyr er relativt dyrere sammenlignet med alternativer såsom stanser, stifter, styli, ætsningsstempler….osv., er de blevet mere populære på grund af deres nøjagtighed, reproducerbarhed, fleksibilitet, lette automatisering og on-line applikation i en bred vifte af produktionsmiljøer.

 

 

 

Endelig bruger vi laserstråler til flere andre fremstillingsoperationer:

 

- LASER SVEJSNING

 

- LASER VARMEBEHANDLING: Småskala varmebehandling af metaller og keramik for at modificere deres overflademekaniske og tribologiske egenskaber.

 

- LASER OVERFLADEBEHANDLING / MODIFIKATION: Lasere bruges til at rense overflader, introducere funktionelle grupper, modificere overflader i et forsøg på at forbedre vedhæftningen før belægningsafsætning eller sammenføjningsprocesser.