Uvod
Nanosekundni laseri s impulznim vlaknima obično se koriste za lasersko označavanje, no kako su troškovi lasera s nanosekundnim impulsnim vlaknima niski, kompaktni, pouzdani i ne zahtijevaju učestalo održavanje, također su vrlo pogodni za rezanje isparavanjem. Usvajanjem dizajna poput MOPA (Master Amplifier Power Amplifier) koji direktno modulira semenski laser, možemo dobiti kratke impulse i relativno visoku vršnu snagu. Ove su tehnologije pretvorile laser u efikasan alat za obradu rezanja metala.
Kao alternativa rezaču sa kontinualnim talasom, laser za pulsiranje vlakana može se koristiti u procesu rezanja višesatnim isparavanjem. Uređaj za nadzor kontrolira laser kako bi napred i nazad prolazio kroz liniju rezanja, uklanjajući samo malu količinu metala odjednom, bez potrebe za mlaznicama i asistencijom. gas. Ova tehnologija pruža fleksibilno, precizno i razumno rješenje. A ovaj je uređaj u osnovi jednostavan sistem laserskog označavanja.
Ova tehnologija rezanja može se primijeniti na širok spektar materijala, od obojenih metala i obojenih metala do keramike, polimernih materijala, pa čak i kompozita koji sadrže ugljenik. Brzina rezanja se može lako promijeniti. Za tanke metalne ploče može biti manje od 10 mm / min. Za debele materijale brzina sečenja može biti veća od 1 mm / min. Kada se koriste za rezanje debelih metala, moraju se koristiti posebne tehnike poput kompenzacije linija sečenja ili ljuljanja grede da bi se učinkovito proširila širina reza. Ove brzine mogu biti male u usporedbi s tradicionalnim laserskim rezanjem, no za mnoge primjene niska cijena i fleksibilnost nanosekundnih lasera s impulsnim vlaknima vrlo su atraktivni.
Eksperimentalni rezultati pokazuju da svi SM / HS / HM modeli SPI lasera mogu postići efikasno rezanje, ali karakteristike rezanja pojedinih strojeva bit će malo drugačije, što je povezano s izborom materijala i potrebnim izlazom. Uzimajući za primjer usku širinu proreza, najprikladniji je SM laser sa visokokvalitetnim snopom i malom mrljom. Kod debljih materijala bolji će biti HM tip sa većom vršnom snagom i mrlje veće veličine.
Aluminijski materijal
Čisti aluminij i legure aluminija se široko koriste, a neke sitnije i složene dijelove moguće je izrezati i od debljih materijala. (Slika 1) Gotova površina nema sjajan efekat poput crtanja, a polirani deo se takođe može vrlo dobro izrezati. Dijelovi debljine do 2 se mogu rezati i oblikovati ovako, ali brzina će biti sporija.
Slika 1 Uzorci za sečenje uključuju: 1. 2 aluminijumski lim, 0. 2 mm limarski čelični lim 0. 5 mm i 2 mm polirani aluminijum.
Nehrđajući čelik
Nehrđajući čelik je veoma široko korišten materijal. Posebno u medicinskoj industriji, zahtjevi za tačnošću rezanja su vrlo visoki. Za materijale od 0 5 mm 304 , jednostavan sistem skeniranja može se koristiti za postizanje brzine košenja veće od 20 mm / min uz postizanje dobrog kvaliteta sečenja. Ipak, pomoću 40 W HM lasera, opremljenog fiksnom reznom glavom i koaksijalnim pomoćnim gasom, brzina sečenja na 20 0µm nehrđajući čelik može dostići više od 1. 5 m / min! (Slika 2)
Slika 2 Obrada lima od nehrđajućeg čelika debljine 200 um s 40 H HM brzinom
1. 5 m / min
Titan materijal
Tanke ploče od titanijuma lako se režu. Kod inženjerskih primjena treba paziti da oksidacija ivica ne utječe na kvalitetu reznih ivica. Međutim, za aplikacije sa manje zahtjevnim tehničkim funkcijama, poput ukrasnog nakita, ovaj je postupak idealan i može se kombinirati sa oznakom u boji.
Slika 3 Nakit od titanijumskih zanata 300 debljina um, 20 W HS laserska brzina sečenja 1-2 mm / s
Vrlo reflektirajući materijal
Bakar, mjed, srebro i zlato imaju izuzetno visoku odbojnost i električnu vodljivost, pa se ovi materijali često smatraju vrlo teškim za rezanje. Za pokretanje postupka rezanja potrebna je velika gustoća snage, ali rezanje je lako pomoću lasera sa nanosekundnim vlaknima.
Mesing se općenito smatra teškim materijalom za lasersko rezanje, a često se koristi kao eksperimentalni materijal prije rezanja zlata radi ispitivanja i proučavanja parametara rezanja. Sve dok je dovoljna vršna snaga, materijali koji su prilično debeli ili čak i do 1 mm mogu se rezati 20 W HS laserom, a kvaliteta je vrlo dobra. Ako se koristi 40 W HM laser, maksimalna debljina koja se može obraditi može doseći 2 mm. (Slika 4)
Slika 4 je 0. 8 mesingasta debljina mm obrađena 20 W laserom, traje 7 minuta
Mnoge inženjerske primjene zahtijevaju rezanje bakra, posebno u električnim i elektroničkim oblastima, posebno materijalima od lima. Iako materijal ima visoku reflektivnost i visoku vodljivost, velika vršna snaga spojena u metal čini tačnost rezanja vrlo visokom i bez kočenja (Slika 5). Nova aplikacija je bakarno rezanje oborinskih staza na pločama PCB-a, jer postoje određeni zahtevi za rezanje provodljivih tragova na pločama.
Slika 5 Rezanje listova bakarom pomoću lasera 20 W
Na primjer, plemeniti metali poput srebra i zlata, za rezanje možemo upotrijebiti pulsni laser jer ova tehnologija može dovršiti vrlo složene oblike, a stopa otpada materijala vrlo je niska, što je draguljima nedvojbeno vrlo privlačno. Donja slika je kvalitetna, vrlo raskošna srebrna ploča promjera 20 mm. Presečen je 20 W HS laserom. (Slika 6)
Zaključak
Nanosekundni impulsni laseri s laserima vrlo su pogodni za rezanje isparavanjem. Gornji primjeri pokazuju da se mnogi metali mogu rezati laserom, što također pokazuje da su takvi laseri svestrani.