Lasery jsou účinným nástrojem pro aplikace mikroobrábění, kde se lasery mohou sbíhat na malou cílovou oblast a dosáhnout efektu „studeného zpracování“. Interakce mezi laserem a materiálem v cílové oblasti bude řízena několika parametry, jako je vlnová délka, energie pulzu a šířka pulzu atd. Kombinace parametrů určuje hustotu špičkové energie pulzu. Různé kombinace parametrů mohou vytvořit podmínky zpracování požadované pro značení, řezání, děrování, žíhání, kalení a další operace.
Pro zlepšení výstupního výkonu pulzních laserů, zvýšení hustoty energie a řízení tepelných efektů vyvinul průmysl řadu modulačních technologií, včetně technologie ladění Q, technologie zamykání režimu, laditelné technologie, technologie zesílení pulzů (také známá jako CPA). technologie) a technologie zesílení hlavního oscilačního výkonu (také známá jako technologie MOPA) atd. Podrobnosti jsou následující:
1. Technologie Tuning Q funguje na principu, že poté, co se vytvoří inverzní stav počtu částic v pracovním materiálu a nevyvolá oscilaci laseru, když se počet částic nahromadí na dostatečně vysokou úroveň, spínač se náhle okamžitě zapne, takže velmi silná laserová oscilace a vysoký výkon, pulsní laserový výstup s úzkou šířkou pulzu může být vytvořen v relativně krátkém časovém období;
2. Technologie uzamčení režimu znamená, že existuje určitý fázový rozdíl mezi různými podélnými vidy v rezonanční dutině, čímž se získá řada stejně rozmístěných sekvencí laserových ultrakrátkých pulzů v čase, které spolu se speciální technologií rychlého optického přepínání mohou dále volit jeden ultrakrátký laserový puls ze sekvence pulsů;
3. Laditelná technologie označuje plynule ovladatelnou výstupní vlnovou délku v určitém rozsahu. V současné době laserový krystal (solid-state laser gain medium) dosáhl stovek typů, jako je safír, YAG krystal atd.. Technologie zdvojení frekvence pevnolátkového laseru je nejvyspělejší, optické pásmo pro dosažení plného pokrytí ultrafialové až infračervené, položení pevného základu pro laserové vlnové délky laditelné;
4. Technologie CPA se týká použití rozšiřovače k rozšíření femtosekundového pulsu v časové doméně, aby se stal dlouhým pulsem několika set pikosekund nebo nanosekund, po vícestupňovém zesílení, aby se plně extrahovala energie uložená v zesilovacím médiu, a poté použijte kompresor šířky pulzu s opačnou disperzí ke kompresi dlouhého pulzu na hodnotu blízkou jeho počáteční šířce pulzu;
5. Technologie MOPA je signální světlo osiva a světlo čerpadla s vysokou kvalitou paprsku, zapojené do dvojitě plátovaného vlákna určitým způsobem pro zesílení, čímž se dosáhne vysokého výkonu zdroje světla semene. Struktura MOPA laseru je optimálním způsobem, jak vyřešit problém ultrarychlých laserů s vysokým špičkovým výkonem a vysokou kvalitou paprsku.
Výběr laseru pro mikroobrábění závisí na mnoha faktorech, včetně vlastností materiálu, tvaru zpracování a požadované přesnosti. Pro splnění stále přísnějších požadavků na přesnost pro mikroobrábění budou hlavními trendy v laserové technologii pro mikroobráběcí aplikace krátká vlnová délka, úzká šířka pulzu a vysoký výkon.
Charakteristika laserového zpracování a mikroprocesní aplikace
Laserové zpracování je průmyslová aplikace laserové technologie, která zaměřuje určitý výkonový laser na objekt, který má být zpracován, takže laser interaguje s objektem a ohřívá, taví nebo odpařuje zpracovávaný materiál, aby se dosáhlo účelu zpracování. Laserové zpracování je typické bezkontaktní zpracování, ve srovnání s jinými způsoby zpracování má menší následný proces, dobrou ovladatelnost, snadnou integraci, vysokou efektivitu zpracování, nízké ztráty materiálu, nízké znečištění životního prostředí, vysokou flexibilitu, vysokou kvalitu a další významné výhody.
V posledních letech laserové zpracování nahrazuje tradiční metody zpracování a laserový průmysl založený na laserech se rychle rozvíjí a nyní je široce používán v průmyslové výrobě, komunikacích, zpracování informací, vojenství a vzdělávání a vědeckém výzkumu, čímž tvoří průmyslový řetězec napříč světa a vyspělost a hloubka průmyslové dělby práce se zvyšuje. S budoucím vývojem aplikačních produktů v ultra-přesném a ultra-mikro směru bude aplikace laseru v oblasti mikrozpracování stále rozsáhlejší.
Řezání laserem
Pracovní princip: Použitím zaostřeného laserového paprsku s vysokou hustotou výkonu k ozařování obrobku se ozařovaný materiál rychle roztaví, odpaří, ablace nebo dosáhne bodu vznícení, zatímco roztavený materiál je odfouknut vysokorychlostním proudem vzduchu koaxiálním s paprskem. řezání obrobku.
Oblasti použití a vlastnosti: rychlá řezná rychlost, hladký a krásný povrch, jednorázové zpracování, malá deformace obrobku, žádné opotřebení nástroje, malé znečištění při čištění, může zpracovávat kov, nekovové a nekovové kompozitní materiály, kůži, dřevo , vlákno atd. Vhodné pro silné a tenké plechy karoserií, automobilové díly, vědecké baterie, kardiostimulátory, utěsněná relé a další utěsněná zařízení, stejně jako jemné zpracování zimních zařízení, která neumožňují znečištění a deformaci svařováním Laser Welding
Laserové svařování
Pracovní princip: Použitím záření laserového paprsku s vysokou hustotou energie k ohřevu povrchu obrobku se povrchové teplo šíří dovnitř prostřednictvím vedení tepla. Řízením parametrů šířky laserového pulsu, energie, špičkového výkonu a opakovací frekvence se obrobek roztaví a vytvoří se specifická lázeň taveniny.
Oblasti použití a vlastnosti: malá svařitelnost, neovlivňuje magnetické pole, malé prostorové omezení, žádné znečištění elektrodou, vhodné pro automatické vysokorychlostní svařování, lze svařovat kovy s různými vlastnostmi, lze pracovat v uzavřeném prostoru, vhodné pro kotoučové pilové kotouče, akryl , pružinová těsnění, měděné destičky pro elektronické součástky, některé kovové síťované destičky, železné destičky, ocelové destičky, fosforový bronz, bakelitové destičky, tenké hliníkové slitiny, křemenné sklo, silikonový kaučuk, keramický plech pod 1 mm Alumina, slitina železa používaná v leteckém průmyslu, atd.
Laserové značení
Pracovní princip: Použití laseru s vysokou hustotou energie k místnímu ozařování obrobku se povrchový materiál odpaří nebo podstoupí chemickou reakci změny barvy, čímž zanechá trvalou stopu.
Oblasti použití a vlastnosti: bezkontaktní zpracování, lze označit na jakémkoli tvarovaném povrchu, obrobek se nedeformuje a nevytváří vnitřní pnutí, vysoká přesnost zpracování, vysoká rychlost zpracování, čisté a šetrné k životnímu prostředí, nízké náklady, vhodné pro kov, plast značení skla, keramiky, dřeva, kůže a dalších materiálů.
Laserové gravírování
Pracovní princip: laserové ozařování povrchu materiálu, materiál absorbuje energii a okamžitě se taví nebo odpařuje a vytváří rytou čáru.
Oblasti použití a vlastnosti: automatické přeskakování čísel, malá tepelně ovlivněná oblast, jemné linie, odolnost proti čištění a opotřebení, ochrana životního prostředí a úspora energie, úspora materiálu, lze použít pro leptání na dřevěné výrobky, organické sklo, kovové desky, sklo, kámen , křišťál, papír, dvoubarevné desky, oxid hlinitý, kůže, pryskyřice a další materiály.
Laserová povrchová úprava
Pracovní princip: Použití laseru k ohřevu povrchu kovových materiálů k dosažení povrchového tepelného zpracování.
Oblasti použití a vlastnosti: vysoká rychlost zpracování, deformace malých dílů, přesné zpracování, pro dosažení efektu úpravy automatického kalení, vhodné pro tepelné zpracování vložek válců, klikových hřídelí, pístních kroužků, komutátorů, ozubených kol a dalších automobilových dílů, ale také v letectví, obráběcí stroje a další obory jsou široce používány.
Přeloženo pomocí www.DeepL.com/Translator (bezplatná verze)
