Czy technologię cięcia laserowego można podzielić na cztery różne kategorie?

Technologia cięcia laserowegomożna podzielić na cztery różne kategorie: cięcie laserowe przez odparowanie, cięcie topiące laserem, cięcie laserowe tlenem, trasowanie laserowe i kontrola pęknięć. PVD oznacza proces osadzania fizycznego i gazowego. Powłoki PVD powstają w stosunkowo niskich temperaturach.

1. W procesie cięcia laserowego przez waporyzację do nagrzania przedmiotu obrabianego wykorzystuje się wiązkę lasera o dużej gęstości energii, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury i w bardzo krótkim czasie osiągnięcie temperatury wrzenia materiału, powodując rozpoczęcie obróbki materiału wyparować i zamienić się w parę. Gdy ciśnienie pary przekroczy maksymalne naprężenie ściskające, jakie materiał może wytrzymać, nastąpią pęknięcia i pęknięcia. Para jest wyrzucana z bardzo dużą prędkością i w procesie wyrzucania wcina się w materiał. Kiedy para miesza się z powietrzem, wytwarza ogromne ciśnienie i ciepło. Ponieważ ciepło parowania materiału jest zwykle wysokie, proces cięcia laserowego przez odparowanie wymaga dużej mocy i gęstości mocy. Ponieważ laser generuje intensywne ciepło, metale można ciąć szybko przy użyciu bardzo małej ilości energii. Technologia cięcia laserowego przez odparowanie stosowana jest głównie do cięcia bardzo cienkich materiałów metalowych i niemetalowych, takich jak papier, tkanina, drewno, plastik i guma. Technologia waporyzacji laserowej skupia energię na bardzo małej powierzchni i szybko ją schładza, umożliwiając w ten sposób częściową lub całkowitą obróbkę powierzchni przedmiotu obrabianego.

2. Używaj lasera do topienia i cięcia. Ponieważ laser wytwarza silny efekt termiczny w roztopionym jeziorku, stopiony materiał można szybko przekształcić ze stanu stałego w gazowy. Podczas procesu topienia i cięcia laserowego materiał metalowy zostanie podgrzany przez laser do stanu stopionego, a następnie zostaną uwolnione nieutleniające gazy, takie jak argon, hel i azot. Pod wpływem naświetlania wiązką lasera na powierzchni roztopionego metalu powstaje duża liczba atomowych warstw dyfuzyjnych, które powodują gwałtowny wzrost jego temperatury i przestają rosnąć po osiągnięciu określonej wysokości. Dzięki zastosowaniu dyszy współosiowej z belką wtrysku, ciekły metal może zostać wyrzucony pod silnym ciśnieniem gazu, tworząc w ten sposób nacięcie. W warunkach stałej mocy lasera chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego stopniowo maleje wraz ze wzrostem odległości roboczej. Technologia topienia i cięcia laserowego nie wymaga całkowitego odparowania metalu, a wymagana energia stanowi tylko jedną dziesiątą energii potrzebnej do cięcia przez odparowanie.Technologia topienia i cięcia laserowegosłuży głównie do cięcia materiałów metalowych, które nie są łatwe do utlenienia lub są aktywne, takich jak stal nierdzewna, tytan, aluminium i ich stopy.

3. Zasada działania laserowego cięcia tlenowego jest podobna do zasady cięcia tlenowo-acetylenowego. Podczas spawania w powietrzu tlen podgrzewa powierzchnię spawanego przedmiotu tak, że topi się i odparowuje, tworząc roztopione jeziorko, które następnie jest wydmuchiwane przez dyszę. Sprzęt wykorzystuje laser jako źródło ciepła do wstępnego podgrzewania i wybiera tlen i inne aktywne gazy jako gazy tnące. Podczas procesu cięcia proszek metalowy odparowuje poprzez przyłożenie pewnego nacisku na powierzchnię przedmiotu obrabianego. Z jednej strony wtryskiwany gaz reaguje chemicznie z ciętym metalem, powodując utlenianie i uwalnianie dużej ilości ciepła utleniania; jednocześnie stopiony materiał jest odparowywany poprzez ogrzewanie roztopionego jeziorka i wprowadzany do obszaru cięcia, uzyskując w ten sposób szybkie schłodzenie metalu. Z innej perspektywy stopiony tlenek i stop są wydmuchiwane z obszaru reakcji, co powoduje powstawanie szczelin wewnątrz metalu. Dlatego laserowe cięcie tlenowe pozwala uzyskać powierzchnię przedmiotu obrabianego o wysokiej jakości. Ponieważ reakcja utleniania generuje dużo ciepła podczas procesu cięcia, energia wymagana do laserowego cięcia tlenowego jest tylko o połowę mniejsza niż do cięcia w stanie stopionym, co sprawia, że ​​prędkość cięcia znacznie przekracza prędkość cięcia laserowego z odparowaniem i cięcia ze stopu. Dlatego też użycie laserowej maszyny do cięcia tlenowego do obróbki metalu może nie tylko zmniejszyć zużycie energii, ale także poprawić produktywność. Technologia laserowego cięcia tlenowego stosowana jest głównie w przypadku łatwo utlenionych materiałów metalowych, takich jak stal węglowa, stal tytanowa i stal ulepszana cieplnie.

4. Trasowanie laserowe i kontrola pęknięć Technologia trasowania laserowego wykorzystuje lasery o dużej gęstości energii do skanowania powierzchni kruchych materiałów, odparowywania tych materiałów w celu utworzenia drobnych rowków i powodowania pękania kruchych materiałów wzdłuż tych rowków pod wpływem określonego nacisku. Trasowanie laserowe można wykonać w trybie fali impulsowej, ciągłej lub za pomocą laserów o wąskiej szerokości impulsu. Lasery modulowane i lasery CO2 to popularne typy laserów używanych do trasowania laserowego. Ze względu na niską odporność na pękanie materiałów kruchych,proces cięcia laserowegonależy ulepszyć, aby poprawić jakość przetwarzania. Kontrolowane pękanie ma na celu wygenerowanie lokalnego naprężenia termicznego w kruchym materiale poprzez wykorzystanie stromego rozkładu temperatury generowanego podczas procesu rowkowania laserowego, tak aby materiał pękał wzdłuż małych rowków.