როგორ მუშაობს ლაზერული საჭრელი?

.რატომ გამოიყენება ლაზერები ჭრისთვის?

„ლაზერი“, რომელიც აკრონიმია სინათლის გამაძლიერებელი რადიაციის სტიმულირებული ემისიის გამოყენებით (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), ფართოდ გამოიყენება ცხოვრების ყველა სფეროში. როდესაც ლაზერი გამოიყენება საჭრელ მანქანაზე, ის აღწევს მაღალი სიჩქარით, დაბალი დაბინძურებით, ნაკლები სახარჯი მასალებით და მცირე თერმული ზემოქმედების ზონით საჭრელ მანქანას. ამავდროულად, ლაზერული საჭრელი მანქანის ფოტოელექტრული გარდაქმნის სიჩქარე შეიძლება იყოს ორჯერ მაღალი, ვიდრე ნახშირორჟანგის საჭრელი მანქანა, ხოლო ბოჭკოვანი ლაზერის სინათლის სიგრძეა 1070 ნანომეტრი, ამიტომ მას აქვს უფრო მაღალი შთანთქმის სიჩქარე, რაც უფრო ხელსაყრელია თხელი ლითონის ფირფიტების ჭრისას. ლაზერული ჭრის უპირატესობები მას ლითონის ჭრის წამყვან ტექნოლოგიად აქცევს, რომელიც ფართოდ გამოიყენება დამუშავებისა და წარმოების ინდუსტრიაში, რომელთაგან ყველაზე ტიპიურია ფურცლოვანი ლითონის ჭრა, საავტომობილო სფეროში ჭრა და ა.შ.

როგორ მუშაობს ლაზერული საჭრელი?

I. ლაზერული დამუშავების პრინციპი

ლაზერული სხივი ფოკუსირდება ძალიან მცირე დიამეტრის მქონე ნათელ ლაქაზე (მინიმალური დიამეტრი შეიძლება იყოს 0.1 მმ-ზე ნაკლები). ლაზერული საჭრელი თავის შემთხვევაში, ასეთი მაღალი ენერგიის სხივი გაივლის სპეციალურ ლინზას ან მრუდ სარკეს, ახტება სხვადასხვა მიმართულებით და საბოლოოდ გროვდება დასაჭრელ ლითონის ობიექტზე. იქ, სადაც ლაზერული საჭრელი თავი ჭრის, ლითონი სწრაფად დნება, ორთქლდება, აბლაცია ხდება ან აღწევს აალების წერტილს. ლითონი ორთქლდება და წარმოქმნის ხვრელებს, შემდეგ კი მაღალი სიჩქარის ჰაერის ნაკადი იფრქვევა სხივთან კოაქსიალური საქშენით. ამ გაზის ძლიერი წნევის ქვეშ, თხევადი ლითონი ამოღებულია და წარმოიქმნება ჭრილები.

ლაზერული ჭრის მანქანები იყენებენ ოპტიკას და კომპიუტერულ რიცხვით კონტროლს (CNC) სხივის ან მასალის წარმართვისთვის, როგორც წესი, ამ ეტაპზე გამოიყენება მოძრაობის კონტროლის სისტემა მასალაზე დასაჭრელი ნიმუშის CNC ან G კოდის თვალყურის დევნებისთვის, სხვადასხვა ნიმუშის ჭრის მისაღწევად.

II. ლაზერული დამუშავების ძირითადი მეთოდები

1) ლაზერული დნობის ჭრა

ლაზერული დნობის ჭრა გულისხმობს ლაზერული სხივის ენერგიის გამოყენებას ლითონის მასალის გასათბობად და დნობისთვის, შემდეგ კი შეკუმშული არაჟანგვითი გაზის (N2, ჰაერი და ა.შ.) შესხურებას სხივთან კოაქსიალური საქშენის მეშვეობით და თხევადი ლითონის მოცილება ძლიერი გაზის წნევის დახმარებით საჭრელი ნაკერის შესაქმნელად.

ლაზერული დნობის ჭრა ძირითადად გამოიყენება არაჟანგვითი მასალების ან რეაქტიული ლითონების, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი, ტიტანი, ალუმინი და მათი შენადნობები, დასაჭრელად.

2) ლაზერული ჟანგბადის ჭრა

ლაზერული ჟანგბადით ჭრის პრინციპი ოქსიაცეტილენით ჭრის მსგავსია. ის იყენებს ლაზერს წინასწარი გათბობის წყაროდ და აქტიურ აირს, როგორიცაა ჟანგბადი, როგორც ჭრის აირს. ერთის მხრივ, გამოტყორცნილი აირი რეაგირებს ლითონთან, რაც წარმოქმნის დიდი რაოდენობით დაჟანგვის სითბოს. ეს სითბო საკმარისია ლითონის დნობისთვის. მეორეს მხრივ, გამდნარი ოქსიდები და გამდნარი ლითონი გამოიყოფა რეაქციის ზონიდან, რაც ქმნის ჭრილებს ლითონზე.

ლაზერული ჟანგბადის ჭრა ძირითადად გამოიყენება ადვილად დაჟანგვადი ლითონის მასალებისთვის, როგორიცაა ნახშირბადოვანი ფოლადი. მისი გამოყენება ასევე შესაძლებელია უჟანგავი ფოლადის და სხვა მასალების დასამუშავებლად, თუმცა კვეთი შავი და უხეშია და ღირებულება ინერტული აირის ჭრასთან შედარებით დაბალია.