เครื่องตัดเลเซอร์ทำงานอย่างไร?

.ทำไมจึงใช้เลเซอร์ในการตัด?

“LASER” เป็นคำย่อของ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกสาขาอาชีพ เมื่อนำเลเซอร์มาใช้กับเครื่องตัด จะทำให้ได้เครื่องตัดที่มีความเร็วสูง มลพิษต่ำ วัสดุสิ้นเปลืองน้อยลง และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก ในเวลาเดียวกัน อัตราการแปลงโฟโตอิเล็กทริกของเครื่องตัดเลเซอร์สามารถสูงถึงสองเท่าของเครื่องตัดคาร์บอนไดออกไซด์ และความยาวแสงของไฟเบอร์เลเซอร์คือ 1,070 นาโนเมตร จึงมีอัตราการดูดซับที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์มากกว่าเมื่อตัดแผ่นโลหะบาง ข้อดีของการตัดด้วยเลเซอร์ทำให้เป็นเทคโนโลยีชั้นนำสำหรับการตัดโลหะ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการกลึงและการผลิต ซึ่งโดยทั่วไปคือการตัดแผ่นโลหะ การตัดในสาขายานยนต์ เป็นต้น

เครื่องตัดเลเซอร์ทำงานอย่างไร?

I. หลักการประมวลผลด้วยเลเซอร์

ลำแสงเลเซอร์จะถูกโฟกัสไปที่จุดแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก (เส้นผ่านศูนย์กลางต่ำสุดอาจน้อยกว่า 0.1 มม.) ในหัวตัดเลเซอร์ ลำแสงพลังงานสูงดังกล่าวจะผ่านเลนส์พิเศษหรือกระจกโค้ง สะท้อนไปในทิศทางต่างๆ และสุดท้ายจะรวมตัวบนวัตถุโลหะที่จะตัด เมื่อหัวตัดเลเซอร์ตัด โลหะจะหลอมละลาย ระเหย สึกกร่อน หรือถึงจุดติดไฟอย่างรวดเร็ว โลหะจะระเหยจนเกิดรู จากนั้นกระแสลมความเร็วสูงจะถูกพ่นผ่านหัวฉีดที่อยู่แนวเดียวกับลำแสง ด้วยแรงดันที่สูงของก๊าซนี้ โลหะเหลวจะถูกกำจัดออกจนเกิดรอยแยก

เครื่องตัดเลเซอร์ใช้อุปกรณ์ออปติกและระบบควบคุมเชิงตัวเลขคอมพิวเตอร์ (CNC) เพื่อนำทางลำแสงหรือวัสดุ โดยทั่วไปขั้นตอนนี้จะใช้ระบบควบคุมการเคลื่อนที่เพื่อติดตามรหัส CNC หรือ G ของรูปแบบที่ต้องการตัดบนวัสดุ เพื่อให้สามารถตัดรูปแบบต่างๆ ได้

II. วิธีการหลักในการประมวลผลด้วยเลเซอร์

1) การตัดด้วยเลเซอร์

การตัดด้วยการหลอมเลเซอร์คือการใช้พลังงานของลำแสงเลเซอร์ในการให้ความร้อนและหลอมโลหะ จากนั้นจึงพ่นก๊าซที่ไม่ออกซิไดซ์อัด (N2, อากาศ ฯลฯ) ผ่านหัวฉีดร่วมแกนกับลำแสง และกำจัดโลหะเหลวออกด้วยความช่วยเหลือของก๊าซที่มีแรงดันสูงเพื่อสร้างตะเข็บตัด

การตัดด้วยเลเซอร์หลอมส่วนใหญ่ใช้ในการตัดวัสดุที่ไม่เกิดออกซิเดชันหรือโลหะที่มีปฏิกิริยา เช่น สแตนเลส ไททาเนียม อลูมิเนียม และโลหะผสมของโลหะเหล่านี้

2) การตัดออกซิเจนด้วยเลเซอร์

หลักการของการตัดด้วยออกซิเจนด้วยเลเซอร์นั้นคล้ายคลึงกับการตัดด้วยออกซีอะเซทิลีน โดยใช้เลเซอร์เป็นแหล่งให้ความร้อนล่วงหน้าและใช้ก๊าซที่มีฤทธิ์ เช่น ออกซิเจนเป็นก๊าซที่ใช้ในการตัด ในแง่หนึ่ง ก๊าซที่พ่นออกมาจะทำปฏิกิริยากับโลหะ ทำให้เกิดความร้อนจากการออกซิเดชันในปริมาณมาก ซึ่งความร้อนนี้เพียงพอที่จะทำให้โลหะหลอมละลายได้ ในอีกแง่หนึ่ง ออกไซด์ที่หลอมละลายและโลหะที่หลอมละลายจะถูกพ่นออกจากโซนปฏิกิริยา ทำให้เกิดรอยตัดในโลหะ

การตัดด้วยออกซิเจนด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุโลหะที่ออกซิไดซ์ได้ง่าย เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการประมวลผลสแตนเลสและวัสดุอื่นๆ ได้ด้วย แต่ส่วนตัดจะมีสีดำและหยาบ และมีต้นทุนต่ำกว่าการตัดด้วยก๊าซเฉื่อย