Laser Machining & Cutting & LBM

Laser Cutting_CC781905-5CDE-3194-BB3B-136BAD5CF58D_IS A_CC781905-5CDE-3194-BB3B-13B-13BAD5CF58D_HIGH-ENERGY-BEAM_CCC781905-5CDE-3194B3B3BAD5CANCUNECUNECUNECUNECUNECUNECUNECUNECE-3194 BB3B3B-13BAD5CF58D_HIGH-ENERGY-BEAM_CCC781905-5CDE-3194 BB3BAD5CANCUNECUNECUNECUNCUNECUNECUNECONECTECE-3194-BBADANCANES. In LASER BEAM MACHINING (LBM), μια πηγή λέιζερ εστιάζει την οπτική ενέργεια στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Η κοπή με λέιζερ κατευθύνει την έξοδο υψηλής εστίασης και υψηλής πυκνότητας ενός λέιζερ υψηλής ισχύος, μέσω υπολογιστή, στο υλικό που πρόκειται να κοπεί. Το στοχευόμενο υλικό στη συνέχεια είτε λιώνει, καίγεται, εξατμίζεται ή διοχετεύεται από έναν πίδακα αερίου, με ελεγχόμενο τρόπο αφήνοντας μια άκρη με φινίρισμα επιφάνειας υψηλής ποιότητας. Οι βιομηχανικοί μας κόφτες λέιζερ είναι κατάλληλοι για κοπή επίπεδων υλικών, καθώς και δομικών υλικών και υλικών σωληνώσεων, μεταλλικών και μη μεταλλικών τεμαχίων. Γενικά δεν απαιτείται κενό στις διαδικασίες κατεργασίας και κοπής με δέσμη λέιζερ. Υπάρχουν διάφοροι τύποι λέιζερ που χρησιμοποιούνται στην κοπή και την κατασκευή με λέιζερ. Το παλμικό ή συνεχές κύμα CO2 LASER είναι κατάλληλο για κοπή, διάτρηση και χάραξη. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical σε στυλ και διαφέρουν μόνο στην εφαρμογή. Το νεοδύμιο Nd χρησιμοποιείται για τρύπημα και όπου απαιτείται υψηλή ενέργεια αλλά χαμηλή επανάληψη. Το λέιζερ Nd-YAG από την άλλη χρησιμοποιείται όπου απαιτείται πολύ υψηλή ισχύς και για τρύπημα και χάραξη. Τόσο τα λέιζερ CO2 όσο και τα λέιζερ Nd/Nd-YAG μπορούν να χρησιμοποιηθούν για LASER WELDING. Άλλα λέιζερ που χρησιμοποιούμε στην κατασκευή περιλαμβάνουν Nd:GLASS, RUBY και EXCIMER. Στην κατεργασία με δέσμη λέιζερ (LBM), οι ακόλουθες παράμετροι είναι σημαντικές: Η ανακλαστικότητα και η θερμική αγωγιμότητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας και η ειδική θερμότητα και η λανθάνουσα θερμότητα τήξης και εξάτμισης. Η απόδοση της διαδικασίας Laser Beam Machining (LBM) αυξάνεται με τη μείωση αυτών των παραμέτρων. Το βάθος κοπής μπορεί να εκφραστεί ως:

 

t ~ P / (vxd)

 

Αυτό σημαίνει ότι το βάθος κοπής «t» είναι ανάλογο με την ισχύ εισόδου P και αντιστρόφως ανάλογο με την ταχύτητα κοπής v και τη διάμετρο κηλίδας δέσμης λέιζερ d. Η επιφάνεια που παράγεται με LBM είναι γενικά τραχιά και έχει μια ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα.

 

 

 

ΚΟΠΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΕ ΛΕΪΖΕΡ ΑΝΘΡΑΚΑ (CO2): Τα λέιζερ CO2 που διεγείρονται με συνεχές ρεύμα αντλούνται περνώντας ένα ρεύμα μέσω του μίγματος αερίων, ενώ τα διεγερμένα με ραδιοσυχνότητες λέιζερ CO2 χρησιμοποιούν ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων για διέγερση. Η μέθοδος RF είναι σχετικά νέα και έχει γίνει πιο δημοφιλής. Τα σχέδια συνεχούς ρεύματος απαιτούν ηλεκτρόδια μέσα στην κοιλότητα και ως εκ τούτου μπορεί να έχουν διάβρωση ηλεκτροδίων και επίστρωση υλικού ηλεκτροδίου στα οπτικά. Αντίθετα, οι συντονιστές ραδιοσυχνοτήτων έχουν εξωτερικά ηλεκτρόδια και επομένως δεν είναι επιρρεπείς σε αυτά τα προβλήματα. Χρησιμοποιούμε λέιζερ CO2 στη βιομηχανική κοπή πολλών υλικών όπως μαλακό χάλυβα, αλουμίνιο, ανοξείδωτο χάλυβα, τιτάνιο και πλαστικά.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: Χρησιμοποιούμε λέιζερ YAG για κοπή και χάραξη μετάλλων. Η γεννήτρια λέιζερ και τα εξωτερικά οπτικά στοιχεία απαιτούν ψύξη. Η άχρηστη θερμότητα παράγεται και μεταφέρεται από ένα ψυκτικό ή απευθείας στον αέρα. Το νερό είναι ένα κοινό ψυκτικό υγρό, που συνήθως κυκλοφορεί μέσω ενός ψυκτικού συγκροτήματος ή ενός συστήματος μεταφοράς θερμότητας.

 

 

 

ΚΟΠΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ EXCIMER LASER: Το excimer laser είναι ένα είδος λέιζερ με μήκη κύματος στην υπεριώδη περιοχή. Το ακριβές μήκος κύματος εξαρτάται από τα μόρια που χρησιμοποιούνται. Για παράδειγμα, τα ακόλουθα μήκη κύματος συνδέονται με τα μόρια που φαίνονται στις παρενθέσεις: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Ορισμένα λέιζερ excimer είναι συντονίσιμα. Τα λέιζερ Excimer έχουν την ελκυστική ιδιότητα ότι μπορούν να αφαιρέσουν πολύ λεπτά στρώματα επιφανειακού υλικού χωρίς σχεδόν καμία θέρμανση ή αλλαγή στο υπόλοιπο υλικό. Επομένως, τα λέιζερ excimer είναι κατάλληλα για μικροκατεργασία ακριβείας οργανικών υλικών όπως ορισμένα πολυμερή και πλαστικά.

 

 

 

ΚΟΠΗ ΜΕ ΛΕΪΖΕΡ ΜΕ ΑΕΡΙΟ: Μερικές φορές χρησιμοποιούμε ακτίνες λέιζερ σε συνδυασμό με ρεύμα αερίου, όπως οξυγόνο, άζωτο ή αργό για την κοπή υλικών λεπτών φύλλων. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας a LASER-BEAM TORCH. Για ανοξείδωτο χάλυβα και αλουμίνιο χρησιμοποιούμε κοπή με λέιζερ υψηλής πίεσης με αδρανές αέριο με χρήση αζώτου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα άκρες χωρίς οξείδια για βελτίωση της συγκολλητικότητας. Αυτά τα ρεύματα αερίων απομακρύνουν επίσης τηγμένο και εξατμισμένο υλικό από τις επιφάνειες του τεμαχίου εργασίας.

 

 

 

Στο a LASER MICROJET CUTTING έχουμε ένα λέιζερ που καθοδηγείται με πίδακα νερού στο οποίο ένα λέιζερ χαμηλής πίεσης συζεύγνυται με παλμό νερού. Το χρησιμοποιούμε για να εκτελέσουμε κοπή με λέιζερ ενώ χρησιμοποιούμε τον πίδακα νερού για την καθοδήγηση της δέσμης λέιζερ, παρόμοια με μια οπτική ίνα. Τα πλεονεκτήματα του microjet λέιζερ είναι ότι το νερό αφαιρεί επίσης τα υπολείμματα και ψύχει το υλικό, είναι ταχύτερη από την παραδοσιακή ''στεγνή'' κοπή με λέιζερ με υψηλότερες ταχύτητες κοπής σε κύβους, παράλληλη κοπή και δυνατότητα πανκατευθυντικής κοπής.

 

 

 

Χρησιμοποιούμε διαφορετικές μεθόδους κοπής με χρήση λέιζερ. Μερικές από τις μεθόδους είναι η εξάτμιση, το τήγμα και το φύσημα, το εμφύσημα τήξης και το κάψιμο, η πυρόλυση θερμικής καταπόνησης, η κοπή, η εν ψυχρώ κοπή και η καύση, η σταθεροποιημένη κοπή με λέιζερ.

 

- Κοπή εξάτμισης: Η εστιασμένη δέσμη θερμαίνει την επιφάνεια του υλικού μέχρι το σημείο βρασμού και δημιουργεί μια τρύπα. Η τρύπα οδηγεί σε απότομη αύξηση της απορροφητικότητας και βαθαίνει γρήγορα την τρύπα. Καθώς η τρύπα βαθαίνει και το υλικό βράζει, ο παραγόμενος ατμός διαβρώνει τα λιωμένα τοιχώματα φυσώντας το υλικό προς τα έξω και διευρύνοντας περαιτέρω την τρύπα. Τα υλικά που δεν τήκονται όπως το ξύλο, ο άνθρακας και τα θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά κόβονται συνήθως με αυτή τη μέθοδο.

 

- Κοπή τήξης και φυσήματος: Χρησιμοποιούμε αέριο υψηλής πίεσης για να φυσήξουμε λιωμένο υλικό από την περιοχή κοπής, μειώνοντας την απαιτούμενη ισχύ. Το υλικό θερμαίνεται μέχρι το σημείο τήξεώς του και στη συνέχεια ένας πίδακας αερίου φυσά το λιωμένο υλικό έξω από το στόμιο. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη περαιτέρω αύξησης της θερμοκρασίας του υλικού. Κόβουμε μέταλλα με αυτή την τεχνική.

 

- Ρηγμάτωση θερμικής καταπόνησης: Τα εύθραυστα υλικά είναι ευαίσθητα στη θερμική θραύση. Μια δέσμη εστιάζεται στην επιφάνεια προκαλώντας τοπική θέρμανση και θερμική διαστολή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ρωγμή που μπορεί στη συνέχεια να καθοδηγηθεί μετακινώντας τη δοκό. Χρησιμοποιούμε αυτή την τεχνική στην κοπή γυαλιού.

 

- Stealth κοπή σε κυβάκια πλακών πυριτίου: Ο διαχωρισμός μικροηλεκτρονικών τσιπ από γκοφρέτες πυριτίου πραγματοποιείται με τη διαδικασία stealth dicing, χρησιμοποιώντας ένα παλμικό λέιζερ Nd:YAG, το μήκος κύματος των 1064 nm είναι καλά προσαρμοσμένο στο ηλεκτρονικό διάκενο ζώνης του πυριτίου (1,11 eV ή 1117 nm). Αυτό είναι δημοφιλές στην κατασκευή συσκευών ημιαγωγών.

 

- Αντιδραστική κοπή: Ονομάζεται επίσης κοπή με φλόγα, αυτή η τεχνική μπορεί να μοιάζει με την κοπή με φλόγα οξυγόνου αλλά με μια δέσμη λέιζερ ως πηγή ανάφλεξης. Το χρησιμοποιούμε για την κοπή ανθρακούχου χάλυβα σε πάχη άνω του 1 mm και ακόμη και πολύ παχύρρευστων χαλύβδινων πλακών με μικρή ισχύ λέιζερ.

 

 

 

ΠΑΛΜΙΚΑ LASERS μας παρέχουν μια έκρηξη ενέργειας υψηλής ισχύος για σύντομο χρονικό διάστημα και είναι πολύ αποτελεσματικά σε ορισμένες διαδικασίες κοπής με λέιζερ, όπως το τρύπημα ή όταν απαιτούνται πολύ μικρές τρύπες ή πολύ χαμηλές ταχύτητες κοπής. Εάν χρησιμοποιήθηκε μια σταθερή δέσμη λέιζερ, η θερμότητα θα μπορούσε να φτάσει στο σημείο να λιώσει ολόκληρο το τεμάχιο που υποβάλλεται σε μηχανική επεξεργασία. Τα λέιζερ μας έχουν τη δυνατότητα να δίνουν παλμούς ή να κόβουν CW (Συνεχές Κύμα) υπό τον έλεγχο προγράμματος NC (αριθμητικός έλεγχος). Χρησιμοποιούμε DOUBLE PULSE LASERS emitting μια σειρά ζευγών παλμών για τη βελτίωση του ρυθμού αφαίρεσης υλικού και των οπών ποιότητας. Ο πρώτος παλμός αφαιρεί το υλικό από την επιφάνεια και ο δεύτερος παλμός εμποδίζει το εκτοξευόμενο υλικό να κολλήσει στο πλάι της οπής ή να κοπεί.

 

 

 

Οι ανοχές και το φινίρισμα της επιφάνειας στην κοπή και τη μηχανική κατεργασία με λέιζερ είναι εξαιρετικές. Οι σύγχρονοι κόφτες λέιζερ μας έχουν ακρίβεια τοποθέτησης στη γειτονιά των 10 μικρομέτρων και επαναληψιμότητα 5 μικρομέτρων. Οι τυπικές τραχύσεις Rz αυξάνονται με το πάχος του φύλλου, αλλά μειώνονται με την ισχύ λέιζερ και την ταχύτητα κοπής. Οι διαδικασίες κοπής και κατεργασίας με λέιζερ είναι ικανές να επιτύχουν κοντινές ανοχές, συχνά εντός 0,001 ιντσών (0,025 mm) Η γεωμετρία των εξαρτημάτων και τα μηχανικά χαρακτηριστικά των μηχανημάτων μας έχουν βελτιστοποιηθεί για την επίτευξη βέλτιστων δυνατοτήτων ανοχής. Τα επιφανειακά φινιρίσματα που μπορούμε να αποκτήσουμε από την κοπή με δέσμη λέιζερ μπορεί να κυμαίνονται από 0,003 mm έως 0,006 mm. Γενικά επιτυγχάνουμε εύκολα τρύπες με διάμετρο 0,025 mm και τρύπες τόσο μικρές όσο 0,005 mm και αναλογίες βάθους προς διάμετρο οπών 50 προς 1 έχουν παραχθεί σε διάφορα υλικά. Οι απλούστεροι και πιο τυπικοί κόφτες λέιζερ μας θα κόψουν μέταλλο από ανθρακούχο χάλυβα από 0,020–0,5 ίντσες (0,51–13 mm) σε πάχος και μπορούν εύκολα να είναι έως και τριάντα φορές πιο γρήγορα από το τυπικό πριόνισμα.

 

 

 

Η κατεργασία με δέσμη λέιζερ χρησιμοποιείται ευρέως για διάτρηση και κοπή μετάλλων, μη μετάλλων και σύνθετων υλικών. Τα πλεονεκτήματα της κοπής με λέιζερ έναντι της μηχανικής κοπής περιλαμβάνουν την ευκολότερη συγκράτηση, την καθαριότητα και τη μειωμένη μόλυνση του τεμαχίου εργασίας (καθώς δεν υπάρχει αιχμή όπως στο παραδοσιακό φρεζάρισμα ή τόρνευση που μπορεί να μολυνθεί από το υλικό ή να μολύνει το υλικό, π.χ. συσσώρευση αιχμής). Η λειαντική φύση των σύνθετων υλικών μπορεί να κάνει δύσκολη τη μηχανική τους επεξεργασία με συμβατικές μεθόδους, αλλά εύκολη με την κατεργασία με λέιζερ. Επειδή η δέσμη λέιζερ δεν φθείρεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, η ακρίβεια που επιτυγχάνεται μπορεί να είναι καλύτερη. Επειδή τα συστήματα λέιζερ έχουν μια μικρή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, υπάρχει επίσης μικρότερη πιθανότητα παραμόρφωσης του υλικού που κόβεται. Για ορισμένα υλικά η κοπή με λέιζερ μπορεί να είναι η μόνη επιλογή. Οι διαδικασίες κοπής με δέσμη λέιζερ είναι ευέλικτες και η παράδοση δέσμης οπτικών ινών, η απλή στερέωση, οι σύντομοι χρόνοι εγκατάστασης, η διαθεσιμότητα τρισδιάστατων συστημάτων CNC καθιστούν δυνατή την κοπή και τη μηχανική κατεργασία με λέιζερ να ανταγωνίζονται με επιτυχία άλλες διαδικασίες κατασκευής λαμαρίνας, όπως η διάτρηση. Τούτου λεχθέντος, η τεχνολογία λέιζερ μπορεί μερικές φορές να συνδυαστεί με τις τεχνολογίες μηχανικής κατασκευής για βελτιωμένη συνολική απόδοση.

 

 

 

Η κοπή λαμαρίνας με λέιζερ έχει τα πλεονεκτήματα έναντι της κοπής πλάσματος ότι είναι πιο ακριβής και χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια, ωστόσο, τα περισσότερα βιομηχανικά λέιζερ δεν μπορούν να κόψουν το μεγαλύτερο πάχος μετάλλου που μπορεί να κάνει το πλάσμα. Τα λέιζερ που λειτουργούν σε υψηλότερες ισχύς όπως τα 6000 Watt πλησιάζουν τις μηχανές πλάσματος στην ικανότητά τους να κόβουν χοντρά υλικά. Ωστόσο, το κεφαλαιουχικό κόστος αυτών των κοπτικών λέιζερ 6000 Watt είναι πολύ υψηλότερο από αυτό των μηχανών κοπής πλάσματος ικανών να κόβουν χοντρά υλικά όπως χαλύβδινη πλάκα.

 

 

 

Υπάρχουν επίσης μειονεκτήματα της κοπής και της κατεργασίας με λέιζερ. Η κοπή με λέιζερ συνεπάγεται υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Οι βιομηχανικές αποδόσεις λέιζερ μπορεί να κυμαίνονται από 5% έως 15%. Η κατανάλωση ενέργειας και η απόδοση οποιουδήποτε συγκεκριμένου λέιζερ θα ποικίλλει ανάλογα με την ισχύ εξόδου και τις παραμέτρους λειτουργίας. Αυτό θα εξαρτηθεί από τον τύπο του λέιζερ και από το πόσο καλά ταιριάζει το λέιζερ με την εργασία. Η ποσότητα ισχύος κοπής λέιζερ που απαιτείται για μια συγκεκριμένη εργασία εξαρτάται από τον τύπο υλικού, το πάχος, τη διαδικασία (αντιδραστική/αδρανής) που χρησιμοποιείται και τον επιθυμητό ρυθμό κοπής. Ο μέγιστος ρυθμός παραγωγής στην κοπή και τη μηχανική κατεργασία με λέιζερ περιορίζεται από διάφορους παράγοντες, όπως η ισχύς λέιζερ, ο τύπος διεργασίας (αν είναι αντιδραστικός ή αδρανής), οι ιδιότητες του υλικού και το πάχος.

 

 

 

In LASER ABLATION αφαιρούμε το υλικό από μια συμπαγή επιφάνεια ακτινοβολώντας το με ακτίνα λέιζερ. Σε χαμηλή ροή λέιζερ, το υλικό θερμαίνεται από την απορροφούμενη ενέργεια λέιζερ και εξατμίζεται ή εξαχνώνεται. Σε υψηλή ροή λέιζερ, το υλικό συνήθως μετατρέπεται σε πλάσμα. Τα λέιζερ υψηλής ισχύος καθαρίζουν ένα μεγάλο σημείο με έναν μόνο παλμό. Τα λέιζερ χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούν πολλούς μικρούς παλμούς που μπορούν να σαρωθούν σε μια περιοχή. Στην αφαίρεση με λέιζερ αφαιρούμε υλικό με παλμικό λέιζερ ή με ακτίνα λέιζερ συνεχούς κύματος εάν η ένταση του λέιζερ είναι αρκετά υψηλή. Τα παλμικά λέιζερ μπορούν να ανοίξουν εξαιρετικά μικρές, βαθιές τρύπες μέσα από πολύ σκληρά υλικά. Οι πολύ σύντομοι παλμοί λέιζερ αφαιρούν το υλικό τόσο γρήγορα που το περιβάλλον υλικό απορροφά πολύ λίγη θερμότητα, επομένως η διάτρηση με λέιζερ μπορεί να γίνει σε ευαίσθητα ή ευαίσθητα στη θερμότητα υλικά. Η ενέργεια λέιζερ μπορεί να απορροφηθεί επιλεκτικά από επιστρώσεις, επομένως τα παλμικά λέιζερ CO2 και Nd:YAG μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθαρισμό επιφανειών, την αφαίρεση χρώματος και επικάλυψης ή την προετοιμασία επιφανειών για βαφή χωρίς να καταστρέψουν την υποκείμενη επιφάνεια.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Αυτές οι δύο τεχνικές είναι στην πραγματικότητα οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες εφαρμογές. Δεν χρησιμοποιούνται μελάνια, ούτε περιλαμβάνουν κομμάτια εργαλείου που έρχονται σε επαφή με τη χαραγμένη επιφάνεια και φθείρονται, όπως συμβαίνει με τις παραδοσιακές μεθόδους μηχανικής χάραξης και σήμανσης. Τα υλικά που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για χάραξη και σήμανση με λέιζερ περιλαμβάνουν ευαίσθητα στο λέιζερ πολυμερή και ειδικά νέα κράματα μετάλλων. Παρόλο που ο εξοπλισμός σήμανσης και χάραξης με λέιζερ είναι σχετικά πιο ακριβός σε σύγκριση με εναλλακτικές λύσεις όπως γροθιές, καρφίτσες, γραφίδες, γραμματόσημα χαρακτικής... κ.λπ., έχουν γίνει πιο δημοφιλείς λόγω της ακρίβειας, της αναπαραγωγιμότητας, της ευελιξίας, της ευκολίας αυτοματισμού και της εφαρμογής on-line. σε μια μεγάλη ποικιλία περιβαλλόντων παραγωγής.

 

 

 

Τέλος, χρησιμοποιούμε ακτίνες λέιζερ για πολλές άλλες κατασκευαστικές εργασίες:

 

- LASER WELDING

 

- LASER ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ: Μικρής κλίμακας θερμική επεξεργασία μετάλλων και κεραμικών για την τροποποίηση των μηχανικών και τριβολογικών ιδιοτήτων της επιφάνειας τους.

 

- LASER ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ / ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ: Τα λέιζερ χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό επιφανειών, την εισαγωγή λειτουργικών ομάδων, την τροποποίηση επιφανειών σε μια προσπάθεια να βελτιωθεί η πρόσφυση πριν από τις διαδικασίες εναπόθεσης ή σύνδεσης επίστρωσης.