Laserové obrábění & řezání & LBM

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING_cc-7813-bad, který se používá při výrobě laserových materiálů bb3b813bad, které se používají při výrobě laserem cc7813-bad. In LASER BEAM MACHINING (LBM), laserový zdroj zaměřuje optickou energii na povrch obrobku. Řezání laserem směřuje vysoce zaostřený a vysoce hustý výstup vysoce výkonného laseru pomocí počítače na materiál, který má být řezán. Cílený materiál se pak buď roztaví, shoří, vypaří se, nebo je odfouknut proudem plynu, přičemž zanechá hranu s vysoce kvalitní povrchovou úpravou. Naše průmyslové laserové řezačky jsou vhodné pro řezání plochých materiálů i konstrukčních a potrubních materiálů, kovových i nekovových obrobků. Obecně není při obrábění a řezání laserovým paprskem vyžadováno vakuum. Při řezání a výrobě laserem se používá několik typů laserů. Pulzní nebo spojitá vlna CO2 LASER je vhodná pro řezání, vyvrtávání a gravírování. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical ve stylu a liší se pouze aplikací. Neodymový Nd se používá pro vyvrtávání a tam, kde je vyžadována vysoká energie, ale nízké opakování. Nd-YAG laser se naopak používá tam, kde je vyžadován velmi vysoký výkon a pro vyvrtávání a gravírování. Pro LASER WELDING lze použít CO2 i Nd/Nd-YAG lasery. Mezi další lasery, které používáme při výrobě, patří Nd:GLASS, RUBY a EXCIMER. Při laserovém obrábění (LBM) jsou důležité následující parametry: Odrazivost a tepelná vodivost povrchu obrobku a jeho měrné teplo a latentní teplo tání a vypařování. Se snižováním těchto parametrů roste efektivita procesu laserového obrábění (LBM). Hloubku řezu lze vyjádřit jako:

 

t ~ P / (vxd)

 

To znamená, že hloubka řezu „t“ je úměrná příkonu P a nepřímo úměrná řezné rychlosti v a průměru bodu laserového paprsku d. Povrch vyrobený pomocí LBM je obecně drsný a má tepelně ovlivněnou zónu.

 

 

 

ŘEZÁNÍ A OBRÁBĚNÍ LASEREM OXIDU UHLIČITÉHO (CO2): CO2 lasery buzené stejnosměrným proudem jsou čerpány průchodem proudu směsí plynů, zatímco lasery CO2 buzené RF využívají k buzení radiofrekvenční energii. Metoda RF je relativně nová a stala se populárnější. DC designy vyžadují elektrody uvnitř dutiny, a proto mohou mít elektrodovou erozi a pokovení elektrodového materiálu na optice. Naopak RF rezonátory mají externí elektrody, a proto nejsou náchylné k těmto problémům. CO2 lasery používáme při průmyslovém řezání mnoha materiálů, jako je měkká ocel, hliník, nerezová ocel, titan a plasty.

 

 

 

YAG LASEROVÉ ŘEZÁNÍ and OBRÁBĚNÍ: Lasery YAG používáme pro řezání a popisování kovů a keramiky. Laserový generátor a externí optika vyžadují chlazení. Odpadní teplo je vytvářeno a přenášeno chladivem nebo přímo do vzduchu. Voda je běžné chladivo, které obvykle cirkuluje přes chladič nebo systém přenosu tepla.

 

 

 

ŘEZÁNÍ A OBRÁBĚNÍ EXCIMEROVÝM LASEREM: Excimerový laser je druh laseru s vlnovými délkami v ultrafialové oblasti. Přesná vlnová délka závisí na použitých molekulách. Například následující vlnové délky jsou spojeny s molekulami uvedenými v závorkách: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Některé excimerové lasery jsou laditelné. Excimerové lasery mají atraktivní vlastnost, že dokážou odstranit velmi jemné vrstvy povrchového materiálu téměř bez zahřívání nebo změny zbytku materiálu. Proto jsou excimerové lasery vhodné pro přesné mikroobrábění organických materiálů, jako jsou některé polymery a plasty.

 

 

 

ŘEZÁNÍ LASEREM S PLYNEM: Někdy používáme laserové paprsky v kombinaci s proudem plynu, jako je kyslík, dusík nebo argon pro řezání tenkých plechových materiálů. To se provádí pomocí a LASER-BEAM TORCH. Pro nerezovou ocel a hliník používáme vysokotlaké laserové řezání za pomoci inertního plynu s použitím dusíku. Výsledkem jsou hrany bez oxidů pro zlepšení svařitelnosti. Tyto proudy plynu také odfukují roztavený a odpařený materiál z povrchů obrobku.

 

 

 

V a LASER MICROJET CUTTING máme laser naváděný vodním paprskem, ve kterém je pulsní laserový paprsek spojen s vodním paprskem. Využíváme jej k řezání laserem a při vedení laserového paprsku vodním paprskem podobně jako optické vlákno. Výhody laserového mikrojetu spočívají v tom, že voda také odstraňuje nečistoty a ochlazuje materiál, je rychlejší než tradiční ''suché'' řezání laserem s vyšší rychlostí řezání kostek, paralelním řezem a schopností všesměrového řezání.

 

 

 

Nasazujeme různé metody řezání pomocí laserů. Některé z metod jsou odpařování, tavení a foukání, tavné foukání a vypalování, praskání tepelným napětím, rýhování, řezání za studena a pálení, stabilizované řezání laserem.

 

- Řezání odpařováním: Fokusovaný paprsek zahřeje povrch materiálu na jeho bod varu a vytvoří díru. Díra vede k náhlému zvýšení nasákavosti a rychle ji prohlubuje. Jak se díra prohlubuje a materiál se vaří, generovaná pára eroduje roztavené stěny, vyfukuje materiál ven a dále zvětšuje díru. Touto metodou se obvykle řeže netavitelný materiál, jako je dřevo, uhlík a termosetové plasty.

 

- Řezání tavením a vyfukováním: K vyfukování roztaveného materiálu z oblasti řezání používáme vysokotlaký plyn, čímž se snižuje požadovaný výkon. Materiál se zahřeje na svůj bod tání a poté proud plynu vyfoukne roztavený materiál z řezu. To eliminuje potřebu dalšího zvyšování teploty materiálu. Touto technikou řežeme kovy.

 

- Praskání tepelným napětím: Křehké materiály jsou citlivé na tepelné lomy. Paprsek je zaostřen na povrch, což způsobuje lokální zahřívání a tepelnou roztažnost. To má za následek trhlinu, která může být vedena pohybem paprsku. Tuto techniku používáme při řezání skla.

 

- Neviditelné krájení křemíkových plátků: Separace mikroelektronických čipů od křemíkových plátků se provádí procesem stealth krájení pomocí pulzního Nd:YAG laseru, vlnová délka 1064 nm je dobře přizpůsobena elektronickému zakázanému pásmu křemíku (1,11 eV resp. 1117 nm). To je populární při výrobě polovodičových zařízení.

 

- Reaktivní řezání: Také nazývané řezání plamenem, tato technika může být podobná řezání kyslíkovým hořákem, ale s laserovým paprskem jako zdrojem zapálení. Používáme to pro řezání uhlíkové oceli v tloušťkách přes 1 mm a dokonce i velmi silných ocelových plechů s malým výkonem laseru.

 

 

 

PULSED LASERS poskytují nám na krátkou dobu vysoce výkonný výboj energie a jsou velmi účinné při některých procesech řezání laserem, jako je děrování, nebo když jsou vyžadovány velmi malé otvory nebo velmi nízké řezné rychlosti. Pokud by se místo toho použil konstantní laserový paprsek, mohlo by teplo dosáhnout bodu roztavení celého obráběného kusu. Naše lasery mají schopnost pulzovat nebo řezat CW (Continuous Wave) pod řízením programu NC (numerické řízení). Používáme DOUBLE PULSE LASERS vysílající sérii párů pulzů pro zlepšení rychlosti úběru materiálu a kvality otvorů. První puls odebírá materiál z povrchu a druhý puls zabraňuje vymrštěnému materiálu, aby se přilepil ke straně otvoru nebo řezu.

 

 

 

Tolerance a povrchová úprava při řezání a obrábění laserem jsou vynikající. Naše moderní laserové řezačky mají přesnost polohování v okolí 10 mikrometrů a opakovatelnost 5 mikrometrů. Standardní drsnosti Rz rostou s tloušťkou plechu, ale snižují se s výkonem laseru a řeznou rychlostí. Procesy řezání a obrábění laserem jsou schopny dosahovat těsných tolerancí, často do 0,001 palce (0,025 mm). Geometrie součásti a mechanické vlastnosti našich strojů jsou optimalizovány tak, aby bylo dosaženo nejlepších tolerančních schopností. Povrchové úpravy, které můžeme získat řezáním laserovým paprskem, se mohou pohybovat mezi 0,003 mm až 0,006 mm. Obecně snadno dosáhneme otvorů s průměrem 0,025 mm a otvory o velikosti 0,005 mm a poměry hloubky a průměru otvoru 50 ku 1 byly vyrobeny z různých materiálů. Naše nejjednodušší a nejstandardnější laserové řezačky budou řezat kov z uhlíkové oceli o tloušťce 0,020–0,5 palce (0,51–13 mm) a mohou být snadno až třicetkrát rychlejší než standardní řezání.

 

 

 

Obrábění laserovým paprskem se široce používá pro vrtání a řezání kovů, nekovů a kompozitních materiálů. Mezi výhody řezání laserem oproti mechanickému řezání patří snadnější držení obrobku, čistota a snížené znečištění obrobku (protože zde není řezná hrana jako u klasického frézování nebo soustružení, která by se mohla znečistit materiálem nebo materiál znečistit, tj. nánosy). Abrazivní povaha kompozitních materiálů může ztěžovat jejich obrábění konvenčními metodami, ale snadné obrábění laserem. Protože se laserový paprsek během procesu neopotřebovává, může být dosažená přesnost lepší. Vzhledem k tomu, že laserové systémy mají malou tepelně ovlivněnou zónu, existuje také menší šance na deformaci řezaného materiálu. U některých materiálů může být jedinou možností řezání laserem. Procesy řezání laserovým paprskem jsou flexibilní a dodávání paprsku z optických vláken, jednoduché upevnění, krátké časy nastavení, dostupnost trojrozměrných CNC systémů umožňují laserovému řezání a obrábění úspěšně konkurovat jiným procesům výroby plechů, jako je děrování. Jak již bylo řečeno, laserová technologie může být někdy kombinována s technologiemi mechanické výroby pro zlepšení celkové účinnosti.

 

 

 

Laserové řezání plechů má oproti plazmovému řezání tu výhodu, že je přesnější a spotřebovává méně energie, nicméně většina průmyslových laserů nedokáže proříznout větší tloušťku kovu než plazma. Lasery pracující s vyššími výkony, jako je 6000 Wattů, se blíží plazmovým strojům ve své schopnosti řezat tlusté materiály. Nicméně kapitálové náklady těchto 6000W laserových řezaček jsou mnohem vyšší než u plazmových řezacích strojů schopných řezat tlusté materiály, jako je ocelový plech.

 

 

 

Existují také nevýhody laserového řezání a obrábění. Řezání laserem vyžaduje vysokou spotřebu energie. Průmyslová účinnost laseru se může pohybovat od 5 % do 15 %. Spotřeba energie a účinnost jakéhokoli konkrétního laseru se bude lišit v závislosti na výstupním výkonu a provozních parametrech. To bude záviset na typu laseru a na tom, jak dobře laser odpovídá prováděné práci. Množství laserového řezacího výkonu potřebného pro konkrétní úkol závisí na typu materiálu, tloušťce, použitém procesu (reaktivní/inertní) a požadované řezné rychlosti. Maximální rychlost výroby při řezání a obrábění laserem je omezena řadou faktorů včetně výkonu laseru, typu procesu (ať už reaktivního nebo inertního), vlastností materiálu a tloušťky.

 

 

 

In LASER ABLATION odstraňujeme materiál z pevného povrchu ozařováním laserovým paprskem. Při nízkém laserovém toku se materiál ohřívá absorbovanou laserovou energií a odpařuje se nebo sublimuje. Při vysokém laserovém toku je materiál obvykle přeměněn na plazmu. Vysoce výkonné lasery vyčistí velké místo jediným pulzem. Lasery s nižším výkonem používají mnoho malých pulsů, které mohou být skenovány přes oblast. Při laserové ablaci odstraňujeme materiál pulzním laserem nebo kontinuálním laserovým paprskem, pokud je intenzita laseru dostatečně vysoká. Pulzní lasery mohou vrtat extrémně malé, hluboké díry do velmi tvrdých materiálů. Velmi krátké laserové pulsy odebírají materiál tak rychle, že okolní materiál absorbuje velmi málo tepla, proto lze laserové vrtání provádět i na jemných nebo tepelně citlivých materiálech. Laserová energie může být selektivně absorbována nátěry, proto lze CO2 a pulzní lasery Nd:YAG použít k čištění povrchů, odstraňování nátěrů a nátěrů nebo k přípravě povrchů pro nátěry bez poškození podkladového povrchu.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Tyto dvě techniky jsou ve skutečnosti nejpoužívanějšími aplikacemi. Nejsou použity žádné inkousty, ani se nejedná o nástroje, které se dotýkají rytého povrchu a opotřebovávají se, jak je tomu u tradičních metod mechanického rytí a značení. Mezi materiály speciálně navržené pro laserové gravírování a značení patří polymery citlivé na laser a speciální nové slitiny kovů. Přestože zařízení pro laserové značení a gravírování je relativně dražší ve srovnání s alternativami, jako jsou razidla, špendlíky, doteky, leptací razítka atd., staly se populárnějšími díky své přesnosti, reprodukovatelnosti, flexibilitě, snadné automatizaci a online aplikaci. v široké škále výrobních prostředí.

 

 

 

Nakonec používáme laserové paprsky pro několik dalších výrobních operací:

 

- LASER WELDING

 

- LASEROVÉ TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ: Drobné tepelné zpracování kovů a keramiky za účelem modifikace jejich povrchových mechanických a tribologických vlastností.

 

- LASEROVÁ POVRCHOVÁ ÚPRAVA / ÚPRAVA: Lasery se používají k čištění povrchů, zavedení funkčních skupin, úpravě povrchů ve snaze zlepšit přilnavost před nanášením povlaků nebo procesy spojování.