Lézeres megmunkálás és vágás és LBM

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM gyártási és technológiai felhasználásra jellemző anyagok, gyártási technológiával és gyártási technológiával. Az In LASER BEAM MACHINING (LBM) lézerforrás optikai energiát fókuszál a munkadarab felületére. A lézeres vágás a nagy teljesítményű lézer nagysűrűségű és fókuszált kimenetét számítógéppel a vágandó anyagra irányítja. A megcélzott anyag ezután vagy megolvad, megég, elpárolog, vagy egy gázsugárral elfújja, ellenőrzött módon, így egy élt hagy jó minőségű felületkezeléssel. Ipari lézervágóink síklap anyagok, valamint szerkezeti és csővezetékek, fémes és nemfémes munkadarabok vágására is alkalmasak. Általában nincs szükség vákuumra a lézersugaras megmunkálási és vágási folyamatokban. A lézervágásban és gyártásban többféle lézert használnak. A pulzáló vagy folyamatos hullámú CO2 LASER vágásra, fúrásra és gravírozásra alkalmas. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical stílusban és csak alkalmazásban különböznek. A neodímium Nd-t fúráshoz használják, és ahol nagy energiaigényű, de alacsony ismétlésszám szükséges. Az Nd-YAG lézert viszont ott használják, ahol nagyon nagy teljesítményre van szükség, valamint fúráshoz és gravírozáshoz. A CO2 és Nd/Nd-YAG lézerek egyaránt használhatók a LASER HEGESZTÉShez. A gyártás során használt egyéb lézerek közé tartozik a Nd:GLASS, RUBY és EXCIMER. A lézersugaras megmunkálásnál (LBM) a következő paraméterek fontosak: A munkadarab felületének visszaverő képessége és hővezető képessége, valamint fajhője és olvadási és párolgási látens hője. A Laser Beam Machining (LBM) folyamat hatékonysága ezen paraméterek csökkenésével növekszik. A vágási mélység a következőképpen fejezhető ki:

 

t ~ P / (vxd)

 

Ez azt jelenti, hogy a „t” vágási mélység arányos a P bemeneti teljesítménnyel, és fordítottan arányos a v vágási sebességgel és a d lézersugár-pontátmérővel. Az LBM-mel előállított felület általában érdes, és van egy hőhatás zónája.

 

 

 

SZÉNDIOXIDOS (CO2) LÉZERES VÁGÁS és FORGÁS: Az egyenáramú gerjesztésű CO2 lézerek a gázkeveréken áramot vezetnek, míg az RF-gerjesztésű CO2 lézerek rádiófrekvenciás energiát használnak a gerjesztéshez. Az RF módszer viszonylag új, és egyre népszerűbb. Az egyenáramú kialakítások elektródákat igényelnek az üregben, ezért előfordulhat elektróda erózió és az elektródaanyag bevonása az optikán. Éppen ellenkezőleg, az RF rezonátorok külső elektródákkal rendelkeznek, ezért nem hajlamosak ezekre a problémákra. CO2 lézereket használunk számos anyag ipari vágásához, mint például lágyacél, alumínium, rozsdamentes acél, titán és műanyagok.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: YAG lézereket használunk fémek vágására és karcolására. A lézergenerátor és a külső optika hűtést igényel. A hulladékhőt hűtőfolyadék termeli és továbbítja közvetlenül a levegőbe. A víz egy gyakori hűtőfolyadék, amelyet általában hűtőn vagy hőátadó rendszeren keresztül keringetnek.

 

 

 

EXCIMER LÉZER VÁGÁS ÉS MEGMUNKÁLÁS: Az excimer lézer egyfajta lézer, amelynek hullámhossza az ultraibolya tartományban van. A pontos hullámhossz a használt molekuláktól függ. Például a következő hullámhosszok kapcsolódnak a zárójelben szereplő molekulákhoz: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Néhány excimer lézer hangolható. Az excimer lézerek azzal a vonzó tulajdonsággal rendelkeznek, hogy a felületi anyag nagyon finom rétegeit szinte melegítés nélkül, vagy az anyag többi részének megváltoztatása nélkül tudják eltávolítani. Ezért az excimer lézerek kiválóan alkalmasak szerves anyagok, például egyes polimerek és műanyagok precíziós mikromegmunkálására.

 

 

 

GÁZSEGÍTSÉGES LÉZERVÁGÁS: Néha lézersugarat használunk gázárammal, például oxigénnel, nitrogénnel vagy argonnal kombinálva vékony lemezanyagok vágásához. Ez az a LASER-BEAM TORCH használatával történik. Rozsdamentes acélhoz és alumíniumhoz nagynyomású inertgázzal segített lézervágást alkalmazunk nitrogénnel. Ez oxidmentes éleket eredményez a hegeszthetőség javítása érdekében. Ezek a gázáramok a megolvadt és elpárolgott anyagokat is elfújják a munkadarab felületeiről.

 

 

 

Az a LASER MICROJET CUTTING ben van egy vízsugárral vezérelt beépített lézer, amelyben egy impulzusos lézersugár párosul a vízsugárba. Lézeres vágásra használjuk, miközben a vízsugarat a lézersugár vezetésére használjuk, hasonlóan egy optikai szálhoz. A lézeres mikrojet előnyei, hogy a víz a törmeléket is eltávolítja és lehűti az anyagot, gyorsabb, mint a hagyományos ''száraz'' lézervágás, nagyobb kockázási sebességgel, párhuzamos bevágással és mindenirányú vágási képességgel.

 

 

 

A lézeres vágás során különböző módszereket alkalmazunk. Néhány módszer az elpárologtatás, az olvadás és fúvás, az olvadékfúvás és -égetés, a termikus feszültségrepesztés, a csíkozás, a hidegvágás és -égetés, a stabilizált lézervágás.

 

- Párologtatásos vágás: A fókuszált sugár az anyag felületét forráspontig melegíti és lyukat hoz létre. A lyuk az abszorpciós képesség hirtelen növekedéséhez vezet, és gyorsan elmélyíti a lyukat. Ahogy a lyuk mélyül és az anyag felforr, a keletkező gőz erodálja az olvadt falakat, kifújja az anyagot, és tovább növeli a lyukat. A nem olvadó anyagokat, mint a fa, szén és hőre keményedő műanyagokat általában ezzel a módszerrel vágják.

 

- Olvasztó- és fúvóvágás: Az olvadt anyagot nagynyomású gázzal fújjuk ki a vágási területről, ezzel csökkentve a szükséges teljesítményt. Az anyagot olvadáspontjára hevítik, majd egy gázsugár kifújja az olvadt anyagot a hasadékból. Ezzel szükségtelenné válik az anyag hőmérsékletének további emelése. Ezzel a technikával fémeket vágunk.

 

- Hőfeszültségi repedés: A rideg anyagok érzékenyek a hőtörésre. Egy sugár a felületre fókuszál, ami helyi felmelegedést és hőtágulást okoz. Ez repedést eredményez, amelyet a gerenda mozgatásával lehet irányítani. Ezt a technikát üvegvágásnál alkalmazzuk.

 

- Szilícium lapkák lopakodó kockázása: A mikroelektronikai chipek és a szilícium lapkák szétválasztása lopakodó kockázási eljárással történik, impulzusos Nd:YAG lézerrel, az 1064 nm-es hullámhossz jól alkalmazkodik a szilícium elektronikus sávszélességéhez (1,11 eV ill. 1117 nm). Ez népszerű a félvezető eszközök gyártásában.

 

- Reaktív vágás: Lángvágásnak is nevezik, ez a technika az oxigénes fáklyás vágáshoz hasonlítható, de lézersugárral gyújtóforrásként. Ezt használjuk szénacél vágására 1 mm-nél nagyobb vastagságban, sőt nagyon vastag acéllemezek vágására is kis lézererővel.

 

 

 

PULSED LASERS nagy teljesítményű energiát biztosítanak számunkra rövid ideig, és nagyon hatékonyak egyes lézeres vágási folyamatokban, mint például a szúrás, vagy amikor nagyon kis lyukak vagy nagyon alacsony vágási sebesség szükséges. Ha ehelyett állandó lézersugarat használnak, a hő elérheti azt a pontot, hogy a teljes megmunkálás alatt álló darab megolvadjon. Lézereink képesek CW (Continuous Wave) impulzusra vagy vágására NC (numerikus vezérlés) programvezérlés mellett. cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_DOUBLE PULSE LASERS egy sor impulzuspárt használunk, hogy javítsuk az anyageltávolítási sebességet és a lyukakat. Az első impulzus eltávolítja az anyagot a felületről, a második impulzus pedig megakadályozza, hogy a kidobott anyag a lyuk vagy a vágás oldalára kerüljön.

 

 

 

A lézeres vágás és megmunkálás tűrése és felületi minősége kiemelkedő. Modern lézervágóink 10 mikrométer körüli pozicionálási pontossággal és 5 mikrométeres ismétlési képességgel rendelkeznek. Az Rz szabványos érdesség a lemezvastagsággal nő, de csökken a lézerteljesítmény és a vágási sebesség növekedésével. A lézeres vágási és megmunkálási folyamatok közeli, gyakran 0,001 hüvelykes (0,025 mm) tűrések elérésére képesek. Az alkatrészgeometriát és gépeink mechanikai jellemzőit úgy optimalizáltuk, hogy a legjobb tűréshatárokat elérjék. A lézersugaras vágással elérhető felületkezelés 0,003 mm és 0,006 mm között lehet. Általában könnyen készítünk 0,025 mm átmérőjű furatokat, és akár 0,005 mm-es furatokat, valamint 50:1 furatmélység-átmérő arányt gyártanak különböző anyagokból. A legegyszerűbb és legszokványosabb lézervágóink 0,020–0,5 hüvelyk (0,51–13 mm) vastagságú szénacél fémeket vágnak, és könnyedén akár harmincszor gyorsabbak is, mint a normál fűrészelés.

 

 

 

A lézersugaras megmunkálást széles körben használják fémek, nemfémek és kompozit anyagok fúrására és vágására. A lézeres vágás előnyei a mechanikus vágással szemben a könnyebb munkatartás, a tisztaság és a munkadarab csökkentett szennyeződése (mivel a hagyományos marásnál vagy esztergálásnál nincs olyan vágóél, amely beszennyeződhet az anyaggal, vagy beszennyezheti az anyagot, azaz felhalmozódhat). A kompozit anyagok koptató jellege megnehezítheti a hagyományos módszerekkel való megmunkálásukat, de könnyű lézeres megmunkálásukkal. Mivel a lézersugár nem kopik a folyamat során, az elért pontosság jobb lehet. Mivel a lézerrendszerek kis hőhatászónával rendelkeznek, kisebb az esélye a vágott anyag megvetemedésének is. Egyes anyagok esetében a lézervágás lehet az egyetlen lehetőség. A lézersugaras vágási folyamatok rugalmasak, és a száloptikai sugár szállítása, az egyszerű rögzítés, a rövid beállítási idő, a háromdimenziós CNC rendszerek elérhetősége lehetővé teszi, hogy a lézeres vágás és megmunkálás sikeresen versenyezzen más lemezgyártási folyamatokkal, például a lyukasztással. Ennek ellenére a lézertechnológia néha kombinálható a mechanikus gyártási technológiákkal a jobb általános hatékonyság érdekében.

 

 

 

A fémlemezek lézeres vágásának előnye a plazmavágással szemben, hogy precízebb és kevesebb energiát használ fel, azonban a legtöbb ipari lézer nem képes olyan vastagságú fémet átvágni, mint a plazma. A nagyobb teljesítménnyel, például 6000 Watttal működő lézerek a plazmagépekhez közelítenek, mivel képesek átvágni a vastag anyagokat. Azonban ezeknek a 6000 Wattos lézervágóknak a tőkeköltsége jóval magasabb, mint a vastag anyagok, például acéllemez vágására alkalmas plazmavágó gépeké.

 

 

 

A lézeres vágásnak és megmunkálásnak vannak hátrányai is. A lézeres vágás nagy energiafogyasztással jár. Az ipari lézer hatásfoka 5% és 15% között lehet. Egy adott lézer energiafogyasztása és hatékonysága a kimeneti teljesítménytől és a működési paraméterektől függően változik. Ez a lézer típusától és attól függ, hogy a lézer mennyire illeszkedik az adott munkához. Az adott feladathoz szükséges lézervágási teljesítmény az anyag típusától, vastagságától, az alkalmazott eljárástól (reaktív/inert) és a kívánt vágási sebességtől függ. A lézeres vágás és megmunkálás maximális gyártási sebességét számos tényező korlátozza, beleértve a lézer teljesítményét, a folyamat típusát (reaktív vagy inert), az anyag tulajdonságait és a vastagságot.

 

 

 

In LASER ABLATION a szilárd felületről eltávolítjuk az anyagot lézersugárral történő besugárzással. Alacsony lézerfluxus esetén az anyagot az elnyelt lézerenergia felmelegíti, és elpárolog vagy szublimál. Nagy lézerfluxus esetén az anyag jellemzően plazmává alakul. A nagy teljesítményű lézerek egyetlen impulzussal tisztítanak meg egy nagy helyet. A kisebb teljesítményű lézerek sok kis impulzust használnak, amelyek egy területen pásztázhatók. A lézeres abláció során impulzuslézerrel vagy folyamatos hullámú lézersugárral távolítjuk el az anyagot, ha a lézer intenzitása elég nagy. Az impulzuslézerek rendkívül kicsi, mély lyukakat tudnak fúrni nagyon kemény anyagokon. A nagyon rövid lézerimpulzusok olyan gyorsan távolítják el az anyagot, hogy a környező anyag nagyon kevés hőt nyel el, ezért a lézerfúrás kényes vagy hőérzékeny anyagokon is elvégezhető. A lézerenergiát a bevonatok szelektíven elnyelik, ezért a CO2 és Nd:YAG impulzuslézerekkel felületek tisztítására, festék és bevonat eltávolítására, vagy felületek festésre való előkészítésére használhatók anélkül, hogy az alatta lévő felületet károsítanák.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Valójában ez a két technika a legszélesebb körben használt alkalmazás. Nem használnak tintákat, és nem tartalmaznak szerszámhegyeket, amelyek érintkeznek a gravírozott felülettel és elhasználódnak, ami a hagyományos mechanikus gravírozási és jelölési módszerek esetében történik. A kifejezetten lézeres gravírozáshoz és jelöléshez tervezett anyagok közé tartoznak a lézerre érzékeny polimerek és a speciális új fémötvözetek. Bár a lézeres jelölő és gravírozó berendezések viszonylag drágábbak az olyan alternatívákhoz képest, mint a lyukasztók, tűk, tűk, maratási bélyegek stb., pontosságuk, reprodukálhatóságuk, rugalmasságuk, egyszerű automatizálásuk és on-line alkalmazásuk miatt egyre népszerűbbé váltak. sokféle gyártási környezetben.

 

 

 

Végül lézersugarat használunk számos más gyártási művelethez:

 

- LÉZERHEGESZTÉS

 

- LÉZERES HŐKEZELÉS: Fémek és kerámiák kis léptékű hőkezelése felületmechanikai és tribológiai tulajdonságaik módosítására.

 

- LÉZERES FELÜLETKEZELÉS / MÓDOSÍTÁS: A lézereket felületek tisztítására, funkcionális csoportok bevitelére, felületek módosítására használják, hogy javítsák a tapadást a bevonat felhordása vagy összeillesztése előtt.