Laserbewerking en -sny & LBM

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING technology that uses a laser to cut materials, and is typically used for industrial manufacturing applications. In LASERSTRAALMASJERING (LBM), fokus 'n laserbron optiese energie op die oppervlak van die werkstuk. Lasersny rig die hoogs gefokusde en hoëdigtheid-uitset van 'n hoëkraglaser, per rekenaar, na die materiaal wat gesny moet word. Die geteikende materiaal smelt dan óf, brand, verdamp weg, óf word weggewaai deur 'n straal gas, op 'n beheerde wyse en laat 'n rand met 'n hoë kwaliteit oppervlakafwerking. Ons industriële lasersnyers is geskik vir die sny van platplaatmateriaal sowel as strukturele en pypmateriaal, metaal- en niemetaalwerkstukke. Oor die algemeen word geen vakuum benodig in die laserstraalbewerking en -snyprosesse nie. Daar is verskeie soorte lasers wat in lasersny en -vervaardiging gebruik word. Die gepulseerde of aaneenlopende golf CO2 LASER is geskik vir sny, vervelig en graveer. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical in styl en verskil slegs in toepassing. Die neodymium Nd word gebruik vir vervelig en waar hoë energie maar lae herhaling vereis word. Die Nd-YAG laser aan die ander kant word gebruik waar baie hoë krag benodig word en vir vervelig en graveerwerk. Beide CO2 en Nd/Nd-YAG lasers kan gebruik word vir LASER SWEIS. Ander lasers wat ons in die vervaardiging gebruik, sluit in Nd:GLAS, RUBY en EXCIMER. In Laser Beam Machining (LBM) is die volgende parameters belangrik: Die reflektiwiteit en termiese geleidingsvermoë van die werkstukoppervlak en sy spesifieke hitte en latente hitte van smelt en verdamping. Die doeltreffendheid van die Laser Beam Machining (LBM) proses neem toe met vermindering van hierdie parameters. Die snydiepte kan uitgedruk word as:

 

t ~ P / (vxd)

 

Dit beteken, die snydiepte "t" is eweredig aan die kragtoevoer P en omgekeerd eweredig aan snyspoed v en laserstraal-koldeursnee d. Die oppervlak wat met LBM geproduseer word, is oor die algemeen grof en het 'n hitte-geaffekteerde sone.

 

 

 

KOOLDIOKSIED (CO2) LASER SNY EN MAJERING: Die GS-opgewekte CO2-lasers word gepomp deur 'n stroom deur die gasmengsel te stuur, terwyl die RF-opgewekte CO2-lasers radiofrekwensie-energie gebruik vir opwekking. Die RF-metode is relatief nuut en het meer gewild geword. GS-ontwerpe benodig elektrodes binne die holte, en daarom kan hulle elektrode-erosie en platering van elektrodemateriaal op die optika hê. Inteendeel, RF-resonators het eksterne elektrodes en daarom is hulle nie geneig tot daardie probleme nie. Ons gebruik CO2-lasers in industriële sny van baie materiale soos sagte staal, aluminium, vlekvrye staal, titanium en plastiek.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: Ons gebruik YAG-lasers om metale en keramiekmetale te sny en te skrap. Die lasergenerator en eksterne optika benodig verkoeling. Afvalhitte word gegenereer en oorgedra deur 'n koelmiddel of direk na lug. Water is 'n algemene koelmiddel wat gewoonlik deur 'n verkoeler of hitte-oordragstelsel gesirkuleer word.

 

 

 

EXCIMER LASER SNY EN MAJERING: 'n Excimer laser is 'n soort laser met golflengtes in die ultraviolet gebied. Die presiese golflengte hang af van die molekules wat gebruik word. Die volgende golflengtes word byvoorbeeld geassosieer met die molekules wat tussen hakies getoon word: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Sommige excimer-lasers is verstelbaar. Excimer-lasers het die aantreklike eienskap dat hulle baie fyn lae oppervlakmateriaal kan verwyder met byna geen verhitting of verander na die res van die materiaal nie. Eksimeerlasers is dus goed geskik vir presisie mikrobewerking van organiese materiale soos sommige polimere en plastiek.

 

 

 

GASGESTUURDE LASER SNY: Soms gebruik ons laserstrale in kombinasie met 'n gasstroom, soos suurstof, stikstof of argon om dunplaatmateriaal te sny. Dit word gedoen deur gebruik te maak van a LASER-BEAM FLAMP. Vir vlekvrye staal en aluminium gebruik ons hoëdruk inerte-gas-gesteunde lasersny met stikstof. Dit lei tot oksiedvrye rande om sweisbaarheid te verbeter. Hierdie gasstrome blaas ook gesmelte en verdampte materiaal van werkstukoppervlaktes weg.

 

 

 

In a LASER MICROJET CUTTING  het ons 'n waterstraalgeleide laser waarin 'n druk-gepulseerde laser-waterstraal in laestraal gekoppel word. Ons gebruik dit om lasersny uit te voer terwyl ons die waterstraal gebruik om die laserstraal te lei, soortgelyk aan 'n optiese vesel. Die voordele van lasermikrostraal is dat die water ook puin verwyder en die materiaal afkoel, dit is vinniger as tradisionele ''droë'' lasersny met hoër snyspoed, parallelle kerf en alrigtingsnyvermoë.

 

 

 

Ons gebruik verskillende metodes om lasers te sny. Sommige van die metodes is verdamping, smelt en blaas, smelt blaas en brand, termiese spanning krake, skrape, koue sny en brand, gestabiliseerde laser sny.

 

- Verdampingssny: Die gefokusde straal verhit die oppervlak van die materiaal tot sy kookpunt en skep 'n gat. Die gat lei tot 'n skielike toename in absorpsie en verdiep die gat vinnig. Soos die gat verdiep en die materiaal kook, erodeer die gegenereerde damp die gesmelte mure wat materiaal uitblaas en die gat verder vergroot. Nie-smeltende materiaal soos hout, koolstof en termohardende plastiek word gewoonlik met hierdie metode gesny.

 

- Smelt en blaas sny: Ons gebruik hoëdrukgas om gesmelte materiaal uit die snyarea te blaas, wat die vereiste krag verminder. Die materiaal word tot sy smeltpunt verhit en dan blaas 'n gasstraal die gesmelte materiaal uit die kerf. Dit skakel die behoefte uit om die temperatuur van die materiaal verder te verhoog. Ons sny metale met hierdie tegniek.

 

- Termiese spannings krake: Bros materiale is sensitief vir termiese breuk. 'n Straal word op die oppervlak gefokus wat gelokaliseerde verhitting en termiese uitsetting veroorsaak. Dit lei tot 'n kraak wat dan gelei kan word deur die balk te beweeg. Ons gebruik hierdie tegniek in glas sny.

 

- Stealth-blokkies van silikonwafels: Die skeiding van mikro-elektroniese skyfies van silikonwafers word uitgevoer deur die stealth-blokkiesproses, met behulp van 'n gepulseerde Nd:YAG-laser, die golflengte van 1064 nm word goed aangepas by die elektroniese bandgaping van silikon (1.11 eV of 1117 nm). Dit is gewild in die vervaardiging van halfgeleiertoestelle.

 

- Reaktiewe sny: Ook genoem vlamsny, hierdie tegniek kan soos suurstof fakkel sny, maar met 'n laserstraal as die ontstekingsbron lyk. Ons gebruik dit vir die sny van koolstofstaal in diktes van meer as 1 mm en selfs baie dik staalplate met min laserkrag.

 

 

 

GEPULSEERDE LASERS  verskaf vir ons 'n hoëkrag-sarsie energie vir 'n kort tydperk en is baie effektief in sommige lasersnyprosesse, soos deursteek, of wanneer baie klein gaatjies of baie lae snyspoed vereis word. As 'n konstante laserstraal eerder gebruik word, kan die hitte die punt bereik om die hele stuk wat gemasjineer word, te smelt. Ons lasers het die vermoë om CW (Continuous Wave) te pols of te sny onder NC (numeriese beheer) programbeheer. Ons gebruik DOUBLE PULSE LASERS emitting 'n reeks pols pare om materiaal kwaliteit verwydering tempo te verbeter. Die eerste puls verwyder materiaal van die oppervlak en die tweede puls verhoed dat die uitgeworpe materiaal na die kant van die gat vassit of sny.

 

 

 

Toleransies en oppervlakafwerking in lasersny en -bewerking is uitstaande. Ons moderne lasersnyers het posisioneringsakkuraathede in die omgewing van 10 mikrometer en herhaalbaarheid van 5 mikrometer. Standaardruwhede Rz neem toe met die plaatdikte, maar neem af met laserkrag en snyspoed. Die lasersny- en bewerkingsprosesse is in staat om noue toleransies te bereik, dikwels tot binne 0,001 duim (0,025 mm) Deelgeometrie en die meganiese kenmerke van ons masjiene is geoptimaliseer om die beste toleransievermoëns te bereik. Oppervlakafwerkings wat ons kan verkry deur laserstraal-sny kan wissel tussen 0,003 mm tot 0,006 mm. Oor die algemeen bereik ons maklik gate met 0,025 mm deursnee, en gate so klein as 0,005 mm en gatdiepte-tot-deursnee-verhoudings van 50 tot 1 is in verskeie materiale vervaardig. Ons eenvoudigste en mees standaard lasersnyers sal koolstofstaalmetaal van 0,020–0,5 duim (0,51–13 mm) dik sny en kan maklik tot dertig keer vinniger wees as standaardsaag.

 

 

 

Laserstraalbewerking word wyd gebruik vir die boor en sny van metale, nie-metale en saamgestelde materiale. Voordele van lasersny bo meganiese sny sluit in makliker werkhouding, netheid en verminderde kontaminasie van die werkstuk (aangesien daar geen snykant is soos in tradisionele frees of draai wat deur die materiaal besoedel kan word of die materiaal kan besoedel, dws bue opbou). Die skuurende aard van saamgestelde materiale kan dit moeilik maak om dit met konvensionele metodes te bewerk, maar maklik deur laserbewerking. Omdat die laserstraal nie tydens die proses slyt nie, kan presisie wat verkry word beter wees. Omdat laserstelsels 'n klein hitte-geaffekteerde sone het, is daar ook 'n kleiner kans dat die materiaal wat gesny word, kromtrek. Vir sommige materiale kan lasersny die enigste opsie wees. Laserstraalsnyprosesse is buigsaam, en optiese veselstraallewering, eenvoudige bevestiging, kort opsteltye, beskikbaarheid van driedimensionele CNC-stelsels maak dit moontlik vir lasersny en -bewerking om suksesvol te kompeteer met ander plaatmetaalvervaardigingsprosesse soos pons. Dit gesê, lasertegnologie kan soms gekombineer word met die meganiese vervaardigingstegnologieë vir verbeterde algehele doeltreffendheid.

 

 

 

Lasersny van plaatmetale het die voordele bo plasmasny dat dit meer akkuraat is en minder energie gebruik, maar die meeste industriële lasers kan egter nie deur die groter metaaldikte sny wat plasma kan nie. Lasers wat met hoër kragte werk, soos 6000 Watt, nader plasmamasjiene in hul vermoë om deur dik materiale te sny. Die kapitaalkoste van hierdie 6000 Watt lasersnyers is egter baie hoër as dié van plasmasnymasjiene wat in staat is om dik materiale soos staalplaat te sny.

 

 

 

Daar is ook nadele van lasersny en -bewerking. Lasersny behels hoë kragverbruik. Industriële laserdoeltreffendheid kan wissel van 5% tot 15%. Die kragverbruik en doeltreffendheid van enige spesifieke laser sal wissel na gelang van uitsetkrag en bedryfsparameters. Dit sal afhang van die tipe laser en hoe goed die laser by die werk pas. Hoeveelheid lasersnykrag benodig vir 'n spesifieke taak hang af van die materiaaltipe, dikte, proses (reaktief/inert) wat gebruik word en die verlangde snytempo. Die maksimum produksietempo in lasersny en -bewerking word beperk deur 'n aantal faktore, insluitend laserkrag, prosestipe (hetsy reaktief of inert), materiaaleienskappe en dikte.

 

 

 

In LASER ABLATION  verwyder ons materiaal van 'n soliede oppervlak deur dit met 'n laserstraal te bestraal. By lae laservloed word die materiaal verhit deur die geabsorbeerde laserenergie en verdamp of sublimeer. By hoë laservloed word die materiaal tipies na 'n plasma omgeskakel. Hoëkraglasers maak 'n groot plek skoon met 'n enkele puls. Lasers met laer krag gebruik baie klein pulse wat oor 'n gebied geskandeer kan word. In laserablasie verwyder ons materiaal met 'n gepulseerde laser of met 'n deurlopende golf laserstraal as die laserintensiteit hoog genoeg is. Gepulseerde lasers kan uiters klein, diep gaatjies deur baie harde materiale boor. Baie kort laserpulse verwyder materiaal so vinnig dat die omliggende materiaal baie min hitte absorbeer, daarom kan laserboor op delikate of hittesensitiewe materiale gedoen word. Laserenergie kan selektief deur bedekkings geabsorbeer word, daarom kan CO2 en Nd:YAG gepulseerde lasers gebruik word om oppervlaktes skoon te maak, verf en bedekking te verwyder, of oppervlaktes vir verf voor te berei sonder om die onderliggende oppervlak te beskadig.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Hierdie twee tegnieke is in werklikheid die toepassings wat die meeste gebruik word. Geen ink word gebruik nie, en dit behels ook nie gereedskappunte wat die gegraveerde oppervlak kontak en verslyt nie, wat die geval is met tradisionele meganiese graveer- en merkmetodes. Materiale wat spesiaal ontwerp is vir lasergravering en -merk sluit in lasersensitiewe polimere en spesiale nuwe metaallegerings. Alhoewel lasermerk- en graveertoerusting relatief duurder is in vergelyking met alternatiewe soos ponse, penne, stile, etsstempels .... ens., het dit meer gewild geword as gevolg van hul akkuraatheid, reproduceerbaarheid, buigsaamheid, gemak van outomatisering en aanlyntoepassing in 'n wye verskeidenheid vervaardigingsomgewings.

 

 

 

Ten slotte gebruik ons laserstrale vir verskeie ander vervaardigingsbedrywighede:

 

- LASER SWEIS

 

- LASER-HITTEBEHANDELING: Kleinskaalse hittebehandeling van metale en keramiek om hul oppervlakmeganiese en tribologiese eienskappe te verander.

 

- LASER-OPPERVLAKBEHANDELING / MODIFIKASIE: Lasers word gebruik om oppervlaktes skoon te maak, funksionele groepe in te voer, oppervlaktes te verander in 'n poging om adhesie te verbeter voor laagafsetting of bindingsprosesse.