Πώς λειτουργεί ένα λέιζερ κοπτικό;

.Γιατί χρησιμοποιούνται λέιζερ για κοπή?

Το «LASER», αρκτικόλεξο για την Ενίσχυση Φωτός με Διεγερμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), χρησιμοποιείται ευρέως σε όλα τα κοινωνικά στρώματα. Όταν το λέιζερ εφαρμόζεται στη μηχανή κοπής, επιτυγχάνεται μια μηχανή κοπής με υψηλή ταχύτητα, χαμηλή ρύπανση, λιγότερα αναλώσιμα και μια μικρή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Ταυτόχρονα, ο ρυθμός φωτοηλεκτρικής μετατροπής της μηχανής κοπής λέιζερ μπορεί να είναι έως και διπλάσιος από αυτόν της μηχανής κοπής διοξειδίου του άνθρακα και το μήκος φωτός του λέιζερ ινών είναι 1070 νανόμετρα, επομένως έχει υψηλότερο ρυθμό απορρόφησης, κάτι που είναι πιο πλεονεκτικό κατά την κοπή λεπτών μεταλλικών πλακών. Τα πλεονεκτήματα της κοπής λέιζερ την καθιστούν την κορυφαία τεχνολογία για την κοπή μετάλλων, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία κατεργασίας και κατασκευής, με πιο συνηθισμένα την κοπή λαμαρίνας, την κοπή στον αυτοκινητοβιομηχανικό τομέα κ.λπ.

Πώς λειτουργεί ένα κόφτης λέιζερ;

I. Αρχή επεξεργασίας λέιζερ

Η δέσμη λέιζερ εστιάζεται σε ένα φωτεινό σημείο με πολύ μικρή διάμετρο (η ελάχιστη διάμετρος μπορεί να είναι μικρότερη από 0,1 mm). Στην κεφαλή κοπής λέιζερ, μια τέτοια δέσμη υψηλής ενέργειας θα περάσει μέσα από έναν ειδικό φακό ή καμπύλο καθρέφτη, θα αναπηδήσει σε διαφορετικές κατευθύνσεις και τελικά θα συγκεντρωθεί στο μεταλλικό αντικείμενο που πρόκειται να κοπεί. Όταν η κεφαλή κοπής λέιζερ έχει κόψει, το μέταλλο λιώνει γρήγορα, εξατμίζεται, αφαιρείται ή φτάνει σε σημείο ανάφλεξης. Το μέταλλο εξατμίζεται σχηματίζοντας οπές και στη συνέχεια ψεκάζεται μια ροή αέρα υψηλής ταχύτητας μέσω ενός ακροφυσίου ομοαξονικού με τη δέσμη. Με την ισχυρή πίεση αυτού του αερίου, το υγρό μέταλλο αφαιρείται, σχηματίζοντας σχισμές.

Οι μηχανές κοπής με λέιζερ χρησιμοποιούν οπτικά συστήματα και αριθμητικό έλεγχο υπολογιστή (CNC) για την καθοδήγηση της δέσμης ή του υλικού. Συνήθως, αυτό το βήμα χρησιμοποιεί ένα σύστημα ελέγχου κίνησης για την παρακολούθηση του κώδικα CNC ή G του σχεδίου που πρόκειται να κοπεί στο υλικό, ώστε να επιτευχθεί η κοπή διαφορετικών σχεδίων.

II. Κύριες μέθοδοι επεξεργασίας με λέιζερ

1) Κοπή με τήξη λέιζερ

Η κοπή με τήξη λέιζερ είναι η χρήση της ενέργειας της δέσμης λέιζερ για τη θέρμανση και την τήξη του μεταλλικού υλικού και στη συνέχεια ο ψεκασμός συμπιεσμένου μη οξειδωτικού αερίου (N2, αέρας κ.λπ.) μέσω του ακροφυσίου που είναι ομοαξονικό με τη δέσμη και η αφαίρεση του υγρού μετάλλου με τη βοήθεια ισχυρής πίεσης αερίου για τον σχηματισμό μιας ραφής κοπής.

Η κοπή με τήξη με λέιζερ χρησιμοποιείται κυρίως για την κοπή μη οξειδωτικών υλικών ή αντιδραστικών μετάλλων όπως ανοξείδωτο χάλυβα, τιτάνιο, αλουμίνιο και τα κράματά τους.

2) Κοπή με λέιζερ οξυγόνου

Η αρχή της κοπής οξυγόνου με λέιζερ είναι παρόμοια με την κοπή με οξυακετυλένιο. Χρησιμοποιεί το λέιζερ ως πηγή προθέρμανσης και το ενεργό αέριο όπως το οξυγόνο ως αέριο κοπής. Αφενός, το εκτοξευόμενο αέριο αντιδρά με το μέταλλο, παράγοντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας οξείδωσης. Αυτή η θερμότητα είναι αρκετή για να λιώσει το μέταλλο. Αφετέρου, τα λιωμένα οξείδια και το λιωμένο μέταλλο εκτινάσσονται εκτός της ζώνης αντίδρασης, δημιουργώντας τομές στο μέταλλο.

Η κοπή με λέιζερ οξυγόνου χρησιμοποιείται κυρίως για εύκολα οξειδούμενα μεταλλικά υλικά όπως ο χάλυβας άνθρακα. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία ανοξείδωτου χάλυβα και άλλων υλικών, αλλά η διατομή είναι μαύρη και τραχιά και το κόστος είναι χαμηλότερο από αυτό της κοπής με αδρανές αέριο.