Prelucrare și tăiere cu laser și LBM

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING_cc781905-5cf58d_is a_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d. În LASER BEAM MACHINING (LBM), o sursă laser concentrează energia optică pe suprafața piesei de prelucrat. Tăierea cu laser direcționează ieșirea foarte focalizată și de înaltă densitate a unui laser de mare putere, prin computer, către materialul de tăiat. Apoi, materialul vizat fie se topește, arde, se vaporizează sau este suflat de un jet de gaz, într-un mod controlat, lăsând o margine cu un finisaj de suprafață de înaltă calitate. Dispozitivele noastre de tăiere cu laser industriale sunt potrivite pentru tăierea materialelor din tablă plată, precum și a materialelor structurale și de conducte, a pieselor metalice și nemetalice. În general, nu este necesar vid în procesele de prelucrare și tăiere cu fascicul laser. Există mai multe tipuri de lasere utilizate în tăierea și fabricarea cu laser. Unda pulsată sau continuă CO2 LASER este potrivită pentru tăiere, alezarea și gravare. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical în stil și diferă doar prin aplicare. Neodimul Nd este folosit pentru plictisitor și acolo unde este necesară o energie mare, dar o repetiție scăzută. Laserul Nd-YAG, pe de altă parte, este utilizat acolo unde este necesară o putere foarte mare și pentru găurire și gravare. Atât laserele CO2, cât și Nd/Nd-YAG pot fi utilizate pentru SUDARE LASER. Alte lasere pe care le folosim în producție includ Nd:GLASS, RUBY și EXCIMER. În prelucrarea cu fascicul laser (LBM), următorii parametri sunt importanți: reflectivitatea și conductibilitatea termică a suprafeței piesei de prelucrat și căldura sa specifică și căldura latentă de topire și evaporare. Eficiența procesului de prelucrare cu fascicul laser (LBM) crește odată cu scăderea acestor parametri. Adâncimea de tăiere poate fi exprimată astfel:

 

t ~ P / (vxd)

 

Aceasta înseamnă că adâncimea de tăiere „t” este proporțională cu puterea de intrare P și invers proporțională cu viteza de tăiere v și cu diametrul spotului fasciculului laser d. Suprafața produsă cu LBM este în general rugoasă și are o zonă afectată de căldură.

 

 

 

TĂJERE și PRELUCRARE LASER CU DIOXID DE CARBONDIOX (CO2): Laserele cu CO2 excitate cu curent continuu sunt pompate prin trecerea unui curent prin amestecul de gaze, în timp ce laserele cu CO2 excitate cu RF folosesc energie de radiofrecvență pentru excitare. Metoda RF este relativ nouă și a devenit mai populară. Proiectele DC necesită electrozi în interiorul cavității și, prin urmare, pot avea erodarea electrozilor și placarea materialului electrodului pe optică. Dimpotrivă, rezonatoarele RF au electrozi externi și, prin urmare, nu sunt predispuse la aceste probleme. Folosim lasere CO2 la tăierea industrială a multor materiale precum oțel moale, aluminiu, oțel inoxidabil, titan și materiale plastice.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: Folosim lasere YAG pentru taierea si decuparea metalelor si ceramicii. Generatorul laser și optica externă necesită răcire. Căldura reziduală este generată și transferată de un lichid de răcire sau direct în aer. Apa este un lichid de răcire obișnuit, de obicei circulat printr-un răcitor sau un sistem de transfer de căldură.

 

 

 

TĂIERE și PRELUCRARE LASER EXCIMER: Un laser cu excimer este un fel de laser cu lungimi de undă în regiunea ultravioletă. Lungimea de undă exactă depinde de moleculele utilizate. De exemplu, următoarele lungimi de undă sunt asociate cu moleculele prezentate în paranteze: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Unele lasere cu excimeri sunt reglabile. Laserele cu excimeri au proprietatea atractivă că pot îndepărta straturi foarte fine de material de suprafață aproape fără încălzire sau modificarea restului de material. Prin urmare, laserele cu excimeri sunt potrivite pentru microprelucrarea de precizie a materialelor organice, cum ar fi unii polimeri și materiale plastice.

 

 

 

TĂIEREA LASER CU GAZ: Uneori folosim fascicule laser în combinație cu un flux de gaz, cum ar fi oxigenul, azotul sau argonul pentru tăierea materialelor din foi subțiri. Acest lucru se face folosind a LASER-BEAM TORCH. Pentru oțel inoxidabil și aluminiu folosim tăiere cu laser de înaltă presiune, asistată de gaz inert, folosind azot. Acest lucru are ca rezultat margini fără oxizi pentru a îmbunătăți sudarea. Aceste fluxuri de gaz elimină, de asemenea, materialul topit și vaporizat de pe suprafețele piesei de prelucrat.

 

 

 

În a LASER MICROJET CUTTING avem un laser ghidat cu jet de apă în care un fascicul laser cu jet de apă este cuplat la presiune joasă într-un fascicul laser cu jet de apă. Îl folosim pentru a efectua tăierea cu laser în timp ce folosim jetul de apă pentru a ghida fasciculul laser, similar cu o fibră optică. Avantajele microjetului cu laser sunt că apa îndepărtează, de asemenea, resturile și răcește materialul, este mai rapidă decât tăierea tradițională cu laser „uscata” cu viteze mai mari de tăiere cuburi, tăiere paralelă și capacitate de tăiere omnidirecțională.

 

 

 

Implementăm diferite metode de tăiere cu lasere. Unele dintre metode sunt vaporizarea, topirea și suflarea, topirea suflare și arderea, fisurarea prin stres termic, înțeparea, tăierea și arderea la rece, tăierea cu laser stabilizată.

 

- Tăiere prin vaporizare: Fasciculul focalizat încălzește suprafața materialului până la punctul său de fierbere și creează o gaură. Gaura duce la o creștere bruscă a absorbției și adâncește rapid gaura. Pe măsură ce gaura se adâncește și materialul fierbe, vaporii generați erodează pereții topiți, suflând materialul și lărgând și mai mult gaura. Materialele care nu se topesc, cum ar fi lemnul, carbonul și materialele plastice termorigide sunt de obicei tăiate prin această metodă.

 

- Topire și tăiere prin suflare: Folosim gaz de înaltă presiune pentru a sufla materialul topit din zona de tăiere, scăzând puterea necesară. Materialul este încălzit până la punctul său de topire și apoi un jet de gaz elimină materialul topit din tăietură. Acest lucru elimină necesitatea de a crește temperatura materialului în continuare. Tăiem metalele cu această tehnică.

 

- Fisurarea prin efort termic: Materialele fragile sunt sensibile la fracturile termice. Un fascicul este focalizat pe suprafață, provocând încălzire localizată și dilatare termică. Acest lucru are ca rezultat o fisură care poate fi apoi ghidată prin mișcarea grinzii. Folosim această tehnică la tăierea sticlei.

 

- Dicing ascuns a plachetelor de siliciu: Separarea cipurilor microelectronice de plachetele de siliciu se realizează prin procesul de tăiere ascunsă, folosind un laser Nd:YAG pulsat, lungimea de undă de 1064 nm este bine adaptată la banda interzisă electronică a siliciului (1,11 eV sau 1117 nm). Acest lucru este popular în fabricarea dispozitivelor semiconductoare.

 

- Tăiere reactivă: Denumită și tăiere cu flacără, această tehnică poate fi asemănată cu tăierea cu pistolul cu oxigen, dar cu un fascicul laser ca sursă de aprindere. Folosim acest lucru pentru tăierea oțelului carbon cu grosimi de peste 1 mm și chiar a plăcilor de oțel foarte groase cu putere redusă a laserului.

 

 

 

LASERE PULSATE ne oferă o explozie de energie de mare putere pentru o perioadă scurtă și sunt foarte eficiente în unele procese de tăiere cu laser, cum ar fi perforarea sau când sunt necesare găuri foarte mici sau viteze de tăiere foarte mici. Dacă s-ar folosi în schimb un fascicul laser constant, căldura ar putea ajunge până la punctul de topire a întregii piese prelucrate. Laserele noastre au capacitatea de a pulsa sau de a tăia CW (Undă continuă) sub controlul programului NC (control numeric). Folosim DOUBLE PULSE LASERS emitting o serie de perechi de impulsuri pentru a îmbunătăți rata de îndepărtare a materialului și calitatea găurilor. Primul impuls îndepărtează materialul de pe suprafață, iar cel de-al doilea impuls împiedică materialul ejectat să se citească pe partea laterală a găurii sau a tăierii.

 

 

 

Toleranțele și finisarea suprafeței în tăierea și prelucrarea cu laser sunt remarcabile. Cutterele noastre moderne cu laser au precizie de poziționare de aproximativ 10 micrometri și repetabilitati de 5 micrometri. Rugozitățile standard Rz cresc cu grosimea tablei, dar scade cu puterea laserului și viteza de tăiere. Procesele de tăiere și prelucrare cu laser sunt capabile să atingă toleranțe strânse, adesea până la 0,001 inchi (0,025 mm), geometria pieselor, iar caracteristicile mecanice ale mașinilor noastre sunt optimizate pentru a obține cele mai bune capacități de toleranță. Finisajele de suprafață pe care le putem obține prin tăierea cu fascicul laser pot varia între 0,003 mm și 0,006 mm. În general, realizăm cu ușurință găuri cu diametrul de 0,025 mm, iar găuri de până la 0,005 mm și un raport adâncime-diametru al găurii de 50 la 1 au fost produse în diferite materiale. Cele mai simple și cele mai standard mașini de tăiat cu laser vor tăia metalul din oțel carbon de la 0,020–0,5 inchi (0,51–13 mm) în grosime și pot fi cu ușurință de până la treizeci de ori mai rapide decât tăierea standard.

 

 

 

Prelucrarea cu fascicul laser este utilizată pe scară largă pentru găurirea și tăierea metalelor, nemetalelor și materialelor compozite. Avantajele tăierii cu laser față de tăierea mecanică includ menținerea mai ușoară a lucrării, curățenia și contaminarea redusă a piesei de prelucrat (deoarece nu există muchie de tăiere ca în frezarea sau strunjirea tradițională care poate fi contaminată de material sau contamina materialul, adică acumularea de bue). Natura abrazivă a materialelor compozite le poate face dificil de prelucrat prin metode convenționale, dar ușor de prelucrat cu laser. Deoarece fasciculul laser nu se uzează în timpul procesului, precizia obținută poate fi mai bună. Deoarece sistemele laser au o zonă mică afectată de căldură, există și o șansă mai mică de a deforma materialul care este tăiat. Pentru unele materiale, tăierea cu laser poate fi singura opțiune. Procesele de tăiere cu fascicul laser sunt flexibile, iar livrarea fasciculului cu fibre optice, montarea simplă, timpii scurti de configurare, disponibilitatea sistemelor CNC tridimensionale fac posibil ca tăierea și prelucrarea cu laser să concureze cu succes cu alte procese de fabricare a tablei, cum ar fi ștanțarea. Acestea fiind spuse, tehnologia laser poate fi uneori combinată cu tehnologiile de fabricație mecanică pentru o eficiență generală îmbunătățită.

 

 

 

Tăierea cu laser a foilor de metal are avantajele față de tăierea cu plasmă de a fi mai precisă și de a utiliza mai puțină energie, cu toate acestea, majoritatea laserelor industriale nu pot tăia grosimea mai mare a metalului pe care o poate face plasma. Laserele care operează la puteri mai mari, cum ar fi 6000 de wați, se apropie de mașinile cu plasmă în capacitatea lor de a tăia materiale groase. Cu toate acestea, costul de capital al acestor mașini de tăiat cu laser de 6000 de wați este mult mai mare decât cel al mașinilor de tăiat cu plasmă capabile să taie materiale groase, cum ar fi placa de oțel.

 

 

 

Există, de asemenea, dezavantaje ale tăierii și prelucrarii cu laser. Tăierea cu laser implică un consum mare de energie. Eficiența laserului industrial poate varia de la 5% la 15%. Consumul de energie și eficiența unui anumit laser vor varia în funcție de puterea de ieșire și de parametrii de funcționare. Acest lucru va depinde de tipul de laser și de cât de bine se potrivește laserul cu lucrul la îndemână. Cantitatea de putere de tăiere cu laser necesară pentru o anumită sarcină depinde de tipul materialului, grosimea, procesul (reactiv/inert) utilizat și rata de tăiere dorită. Rata maximă de producție în tăierea și prelucrarea cu laser este limitată de o serie de factori, inclusiv puterea laserului, tipul de proces (fie reactiv sau inert), proprietățile materialului și grosimea.

 

 

 

In LASER ABLATION indepartam materialul de pe o suprafata solida prin iradierea acestuia cu un fascicul laser. La un flux laser scăzut, materialul este încălzit de energia laser absorbită și se evaporă sau se sublimează. La un flux laser ridicat, materialul este de obicei transformat într-o plasmă. Laserele de mare putere curăță un loc mare cu un singur impuls. Laserele de putere mai mică folosesc multe impulsuri mici care pot fi scanate într-o zonă. În ablația cu laser îndepărtam materialul cu un laser pulsat sau cu un fascicul laser cu undă continuă dacă intensitatea laserului este suficient de mare. Laserele cu pulsații pot găuri găuri extrem de mici și adânci prin materiale foarte dure. Impulsurile laser foarte scurte îndepărtează materialul atât de repede încât materialul înconjurător absoarbe foarte puțină căldură, prin urmare găurirea cu laser se poate face pe materiale delicate sau sensibile la căldură. Energia laserului poate fi absorbită selectiv de acoperiri, prin urmare laserele cu impulsuri CO2 și Nd:YAG pot fi folosite pentru a curăța suprafețele, pentru a îndepărta vopseaua și acoperirea sau pentru a pregăti suprafețele pentru vopsire fără a deteriora suprafața de dedesubt.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Aceste două tehnici sunt de fapt cele mai utilizate aplicații. Nu se utilizează cerneluri și nici nu implică bucăți de scule care intră în contact cu suprafața gravată și se uzează, ceea ce este cazul metodelor tradiționale de gravare și marcare mecanică. Materialele special concepute pentru gravarea și marcarea cu laser includ polimeri sensibili la laser și aliaje speciale de metal noi. Deși echipamentele de marcare și gravură cu laser sunt relativ mai scumpe în comparație cu alternative precum poanson, știfturi, stilouri, ștampile de gravare etc., acestea au devenit mai populare datorită acurateței, reproductibilității, flexibilității, ușurinței automatizării și aplicării on-line. într-o mare varietate de medii de producție.

 

 

 

În cele din urmă, folosim fascicule laser pentru alte câteva operațiuni de producție:

 

- SUDARE LASER

 

- TRATARE TERMICA LASER: Tratarea termică la scară mică a metalelor și ceramicii pentru a modifica proprietățile mecanice și tribologice ale suprafeței acestora.

 

- TRATAMENTUL / MODIFICAREA SUPRAFEȚEI LASER: Laserele sunt utilizate pentru curățarea suprafețelor, introducerea grupurilor funcționale, modificarea suprafețelor în efortul de a îmbunătăți aderența înainte de depunerea stratului de acoperire sau procesele de îmbinare.