Вступ
Наносекундні імпульсні волокна-лазери зазвичай використовуються для лазерного маркування, але оскільки вартість наносекундних імпульсних волокон-лазерів низька, компактна, надійна і не потребує частого обслуговування, вона також дуже підходить для різання випаровування. Вживаючи такі конструкції, як MOPA (Master Amplifier Power Amplifier), які безпосередньо модулюють насіннєвий лазер, ми можемо отримати короткі імпульси та відносно високу пікову потужність. Ці технології перетворили лазер на ефективний інструмент для обробки різання металів.
В якості альтернативи різаку безперервної хвилі в процесі різання багатопрохідного випаровування може використовуватися імпульсний волоконний лазер. Пристрій моніторингу управляє лазером, щоб проходити туди-сюди через лінію різання, видаляючи лише невелику кількість металу за один раз, без необхідності насадки та допомоги. газ. Ця технологія забезпечує гнучко, точне та розумне рішення. І цей пристрій - це в основному проста система лазерного маркування.
Ця технологія різання може бути застосована до широкого спектру матеріалів - від кольорових металів та кольорових металів до кераміки, полімерних матеріалів і навіть композитів, що містять вуглець. Швидкість різання можна легко змінити. Для тонких металевих пластин вона може бути менше 10 мм / хв. Для товстих матеріалів швидкість різання може бути більше 1 мм / хв. Коли використовується для різання товстого металу, для ефективного розширення ширини різання слід застосовувати спеціальні методи, такі як компенсація лінії різання або розпалювання бруса. Ці швидкості можуть бути повільними порівняно з традиційним лазерним різанням, але для багатьох застосувань низька вартість і гнучкість наносекундних імпульсних волоконних лазерів дуже привабливі.
Експериментальні результати показують, що всі моделі SM / HS / HM SPI-лазерів можуть досягти ефективного різання, але характеристики різання кожної машини будуть дещо різними, що пов'язано з вибором матеріалів та необхідним виходом. Взявши за приклад вузьку ширину щілини, найбільш підходящим є SM-лазер з якісним променем і невеликим плямою. Для більш товстих матеріалів краще підійде тип HM з більшою піковою потужністю та плямою більшого розміру.
Алюмінієвий матеріал
Чистий алюміній та алюмінієві сплави широко використовуються, а деякі дрібні та складні деталі можна вирізати з більш товстих матеріалів. (Малюнок 1) Готова поверхня не має такого ефекту, як малюнок, і відшліфовану частину можна також дуже добре вирізати. Частини товщиною до 2 мм можна вирізати і формувати так, але швидкість буде меншою.
Зображення 1 Зразки різання включають: 1. 2 алюмінієвий лист мм, 0. 2 лист олов'яної сталі 0. 5 мм і 2 мм полірований алюміній.
Нержавіюча сталь
Нержавіюча сталь є дуже широко використовуваним матеріалом. Особливо в медичній галузі вимоги до точності різання дуже високі. Для матеріалів товщиною 0 5 мм 304 можна використовувати просту систему сканування для досягнення швидкості різання більше 20 мм / хв при досягненні хорошої якості різання. Однак за допомогою 40 ВМ-лазера, оснащеного нерухомою ріжучою головкою та коаксіальним допоміжним газом, швидкість різання на 20 0мкм нержавіюча сталь може досягати більше 1. 5 м / хв! (Зображення 2)
Зображення 2 Обробка аркуша нержавіючої сталі товщиною 200 мкм зі швидкістю 40 ВММ
1. 5 м / хв
Титановий матеріал
Тонкі титанові пластини легко різати. Для інженерних застосувань слід подбати про те, щоб окислення країв не впливало на якість різаних країв. Однак для застосувань з менш вимогливими технічними функціями, такими як декоративні прикраси, цей процес ідеальний і може поєднуватися з кольоровим маркуванням.
Зображення 3 Ювелірні вироби із титанового ремесла товщиною 300 мкм, використовуючи 20 Швидкість лазерного різання W HS 1-2 мм / с
Високовідбивний матеріал
Мідь, мідь, срібло та золото мають надзвичайно високий коефіцієнт відбиття та електропровідності, тому часто ці матеріали вважають дуже важкими. Для початку процесу різання потрібна висока щільність потужності, але різання легко за допомогою наносекундних волоконних лазерів.
Латунь, як правило, вважається важким матеріалом для лазерного різання, і його часто використовують як експериментальний матеріал перед різанням золота для тестування та вивчення параметрів різання. Поки є достатня пікова потужність, матеріали, які досить товсті або навіть до 1 мм, можна різати лазером 20 W HS, і якість дуже хороша. Якщо використовується лазер 40 W HM, максимальна товщина, яку можна обробити, може досягати 2 мм. (Зображення 4)
Зображення 4 дорівнює 0. 8 латунна передача товщиною мм, оброблена 20 W лазером, займає 7 хв.
Багато інженерних застосувань вимагають різання міді, особливо в електричних та електронних сферах, особливо з листових металевих матеріалів. Хоча матеріал має високу відбивну здатність та високу електропровідність, висока пікова потужність, з'єднана з металом, робить точність різання дуже високою і не задирається (мал. 5). Нове застосування - мідне різання дощових доріжок на дошках друкованої плати, оскільки існують певні вимоги до різання струмопровідних доріжок на дошках.
Зображення 5 Різання мідних листів за допомогою волоконного лазера 20 W
Наприклад, для дорогоцінних металів, таких як срібло та золото, ми можемо використовувати імпульсний лазер для різання, оскільки ця технологія може завершити дуже складні форми, а рівень відходів матеріальних речовин дуже низький, що, безперечно, дуже привабливо для ювелірів. На малюнку нижче - хороша якісна, дуже чудова срібна пластина діаметром 20 мм. Її розрізали за допомогою 20 W HS-лазера. (Зображення 6)
Висновок
Наносекундні імпульсні волокна-лазери дуже підходять для випаровування. Наведені вище приклади показують, що багато металів можна різати лазерами, що також показує, що такі лазери є універсальними.