Përpunimi dhe Prerja me Laser & 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 MACHINING RREZE LAZER (LBM), një burim lazer fokuson energjinë optike në sipërfaqen e pjesës së punës. Prerja me lazer drejton daljen shumë të fokusuar dhe me densitet të lartë të një lazeri me fuqi të lartë, me anë të kompjuterit, te materiali që pritet. Materiali i synuar më pas ose shkrihet, digjet, avullohet ose shpërndahet nga një rrymë gazi, në një mënyrë të kontrolluar duke lënë një skaj me një përfundim sipërfaqësor me cilësi të lartë. Prerëset tona industriale me lazer janë të përshtatshme për prerjen e materialeve me fletë të sheshta, si dhe materialeve strukturore dhe tubacioneve, pjesëve metalike dhe jometalike. Në përgjithësi nuk kërkohet vakum në proceset e përpunimit dhe prerjes me rreze lazer. Ekzistojnë disa lloje lazerësh që përdoren në prerjen dhe prodhimin me lazer. Vala pulsuese ose e vazhdueshme CO2 LASER është e përshtatshme për prerje, mërzitje dhe gdhendje. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical në stil dhe ndryshojnë vetëm në aplikim. Neodymium Nd përdoret për të mërzitur dhe ku kërkohet energji e lartë, por përsëritje e ulët. Lazeri Nd-YAG nga ana tjetër përdoret aty ku kërkohet fuqi shumë e lartë dhe për gdhendje dhe gdhendje. Të dy lazerët CO2 dhe Nd/Nd-YAG mund të përdoren për LAZER SALDIM. Lazerët e tjerë që përdorim në prodhim përfshijnë Nd:GLASS, RUBY dhe EXCIMER. Në përpunimin me rreze lazer (LBM), parametrat e mëposhtëm janë të rëndësishëm: Reflektueshmëria dhe përçueshmëria termike e sipërfaqes së pjesës së punës dhe nxehtësia specifike e saj dhe nxehtësia latente e shkrirjes dhe avullimit. Efikasiteti i procesit të përpunimit me rreze lazer (LBM) rritet me zvogëlimin e këtyre parametrave. Thellësia e prerjes mund të shprehet si:

 

t ~ P / (vxd)

 

Kjo do të thotë, thellësia e prerjes "t" është proporcionale me fuqinë hyrëse P dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me shpejtësinë e prerjes v dhe diametrin e pikës së rrezes lazer d. Sipërfaqja e prodhuar me LBM është përgjithësisht e ashpër dhe ka një zonë të prekur nga nxehtësia.

 

 

 

PRERJA DHE MAKINIMI ME LAZER I KARBONDIOXIDIT (CO2): Lazerët CO2 të ngacmuar nga DC pompohen duke kaluar një rrymë përmes përzierjes së gazit, ndërsa lazerët CO2 të ngacmuar nga RF përdorin energjinë e radiofrekuencës për ngacmim. Metoda RF është relativisht e re dhe është bërë më e popullarizuar. Modelet DC kërkojnë elektroda brenda zgavrës, dhe për këtë arsye ato mund të kenë erozionin e elektrodës dhe veshjen e materialit të elektrodës në optikë. Përkundrazi, rezonatorët RF kanë elektroda të jashtme dhe për këtë arsye ata nuk janë të prirur ndaj këtyre problemeve. Ne përdorim lazer CO2 në prerjen industriale të shumë materialeve si çeliku i butë, alumini, çelik inox, titani dhe plastika.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: Ne përdorim lazer YAG për prerjen dhe gërvishtjen e metaleve. Gjeneratori lazer dhe optika e jashtme kërkojnë ftohje. Nxehtësia e mbeturinave gjenerohet dhe transferohet nga një ftohës ose drejtpërdrejt në ajër. Uji është një ftohës i zakonshëm, zakonisht qarkullon përmes një ftohësi ose sistemi të transferimit të nxehtësisë.

 

 

 

PRERJA DHE MAKINIMI I LAZERIT EXCIMER: Lazeri excimer është një lloj lazeri me gjatësi vale në rajonin ultravjollcë. Gjatësia e saktë e valës varet nga molekulat e përdorura. Për shembull, gjatësitë valore të mëposhtme lidhen me molekulat e paraqitura në paranteza: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). Disa lazer excimer janë të sintonizueshëm. Lazerët excimer kanë vetinë tërheqëse që mund të heqin shtresa shumë të imta të materialit sipërfaqësor pothuajse pa ngrohje ose ndryshim në pjesën e mbetur të materialit. Prandaj, lazerët excimer janë të përshtatshëm për mikropërpunimin me saktësi të materialeve organike si disa polimere dhe plastikë.

 

 

 

PRERJE ME LAZER ME ASISTEMIN E GAZIT: Ndonjëherë ne përdorim rreze lazer në kombinim me një rrymë gazi, si oksigjeni, azoti ose argoni për prerjen e materialeve me fletë të hollë. Kjo bëhet duke përdorur a LASER-BEAM TORCH. Për çelik inox dhe alumin ne përdorim prerje me lazer me presion të lartë me ndihmën e gazit inert duke përdorur azot. Kjo rezulton në skajet pa oksid për të përmirësuar saldueshmërinë. Këto rryma gazi largojnë gjithashtu materialin e shkrirë dhe të avulluar nga sipërfaqet e pjesës së punës.

 

 

 

Në a LASER MICROJET CUTTING ne kemi një lazer të drejtuar me reaksion uji, në të cilin një lazer me pulsim të ulët bashkohet me ujë. Ne e përdorim atë për të kryer prerje me lazer ndërsa përdorim rrymën e ujit për të drejtuar rrezen lazer, të ngjashme me një fibër optike. Përparësitë e mikrojetit lazer janë se uji gjithashtu largon mbeturinat dhe ftoh materialin, është më i shpejtë se prerja tradicionale me laser "e thatë" me shpejtësi më të larta prerjeje në kubikë, hapje paralele dhe aftësi prerjeje gjithëdrejtuese.

 

 

 

Ne përdorim metoda të ndryshme në prerje duke përdorur lazer. Disa nga metodat janë avullimi, shkrirja dhe fryrja, fryrja e shkrirjes dhe djegia, plasaritja e stresit termik, gërvishtja, prerja dhe djegia e ftohtë, prerja e stabilizuar me lazer.

 

- Prerja e avullimit: Rrezja e fokusuar ngroh sipërfaqen e materialit deri në pikën e vlimit dhe krijon një vrimë. Vrima çon në një rritje të papritur të absorbueshmërisë dhe e thellon shpejt vrimën. Ndërsa vrima thellohet dhe materiali vlon, avulli i krijuar gërryen muret e shkrirë duke nxjerrë jashtë materialin dhe duke e zgjeruar më tej vrimën. Materialet që nuk shkrihen si druri, karboni dhe plastika termoset zakonisht priten me këtë metodë.

 

- Prerja me shkrirje dhe fryrje: Ne përdorim gaz me presion të lartë për të fryrë materialin e shkrirë nga zona e prerjes, duke ulur fuqinë e kërkuar. Materiali nxehet deri në pikën e shkrirjes dhe më pas një rrymë gazi e nxjerr materialin e shkrirë nga kutia. Kjo eliminon nevojën për të rritur më tej temperaturën e materialit. Me këtë teknikë presim metale.

 

- Plasaritja e stresit termik: Materialet e brishta janë të ndjeshme ndaj thyerjes termike. Një rreze fokusohet në sipërfaqe duke shkaktuar ngrohje të lokalizuar dhe zgjerim termik. Kjo rezulton në një çarje që më pas mund të drejtohet duke lëvizur rrezen. Ne e përdorim këtë teknikë në prerjen e xhamit.

 

- Prerja e fshehtë e vaferave të silikonit: Ndarja e çipave mikroelektronikë nga vaferat e silikonit kryhet nga procesi i prerjes së fshehtë, duke përdorur një lazer pulsues Nd:YAG, gjatësia e valës prej 1064 nm përshtatet mirë me hendekun e brezit elektronik të silikonit (1,11 eV ose 1117 nm). Kjo është e njohur në prodhimin e pajisjeve gjysmëpërçuese.

 

- Prerje reaktive: E quajtur edhe prerja me flakë, kjo teknikë mund t'i ngjajë prerjes me pishtar oksigjeni, por me një rreze lazer si burim ndezjeje. Ne e përdorim këtë për prerjen e çelikut të karbonit në trashësi mbi 1 mm dhe madje edhe pllaka çeliku shumë të trasha me pak fuqi lazer.

 

 

 

LASERS PULSED na ofrojnë një shpërthim energjie me fuqi të lartë për një periudhë të shkurtër dhe janë shumë efektive në disa procese të prerjes me lazer, si p.sh. shpimi, ose kur kërkohen vrima shumë të vogla ose shpejtësi shumë të ulëta prerjeje. Nëse në vend të kësaj do të përdorej një rreze lazer konstante, nxehtësia mund të arrinte deri në pikën e shkrirjes së të gjithë pjesës së përpunuar. Lazerët tanë kanë aftësinë për të pulsuar ose prerë CW (Valë e vazhdueshme) nën kontrollin e programit NC (kontrolli numerik). Ne përdorim DOUBLE PULSE LASERS emitting një seri çiftesh pulsesh për të përmirësuar shpejtësinë e heqjes së materialit dhe vrimën. Pulsi i parë heq materialin nga sipërfaqja dhe pulsi i dytë parandalon që materiali i nxjerrë të lexohet në anën e vrimës ose prerjes.

 

 

 

Tolerancat dhe përfundimi i sipërfaqes në prerjen dhe përpunimin me lazer janë të jashtëzakonshme. Prerëset tona moderne me lazer kanë saktësi pozicionimi në afërsi të 10 mikrometrave dhe përsëritshmëri prej 5 mikrometrash. Vrazhdësitë standarde Rz rriten me trashësinë e fletës, por zvogëlohen me fuqinë lazer dhe shpejtësinë e prerjes. Proceset e prerjes dhe përpunimit me lazer janë të afta të arrijnë toleranca të afërta, shpesh brenda 0,001 inç (0,025 mm) gjeometria e pjesëve dhe veçoritë mekanike të makinerive tona janë të optimizuara për të arritur aftësitë më të mira të tolerancës. Përfundimet e sipërfaqes që mund të marrim nga prerja me rreze lazer mund të variojnë nga 0,003 mm deri në 0,006 mm. Në përgjithësi ne arrijmë lehtësisht vrima me diametër 0,025 mm, dhe vrima të vogla deri në 0,005 mm dhe raporte thellësi-diametër vrimash prej 50 me 1 janë prodhuar në materiale të ndryshme. Prerëset tona më të thjeshta dhe më standarde me lazer do të presin metalin prej çeliku të karbonit nga 0,020-0,5 inç (0,51-13 mm) në trashësi dhe mund të jenë lehtësisht deri në tridhjetë herë më shpejt se sharrimi standard.

 

 

 

Përpunimi me rreze lazer përdoret gjerësisht për shpimin dhe prerjen e metaleve, jometaleve dhe materialeve të përbëra. Përparësitë e prerjes me laser mbi prerjen mekanike përfshijnë mbajtjen më të lehtë të punës, pastërtinë dhe ndotjen më të reduktuar të pjesës së punës (pasi nuk ka avantazhe prerëse si në bluarjen ose tornimin tradicional, e cila mund të kontaminohet nga materiali ose të kontaminojë materialin, p.sh. akumulimi). Natyra gërryese e materialeve të përbëra mund ta bëjë të vështirë përpunimin e tyre me metoda konvencionale, por të lehtë me përpunimin me lazer. Për shkak se rrezja lazer nuk konsumohet gjatë procesit, saktësia e marrë mund të jetë më e mirë. Për shkak se sistemet lazer kanë një zonë të vogël të prekur nga nxehtësia, ekziston gjithashtu një shans më i vogël për të shtrembëruar materialin që pritet. Për disa materiale prerja me lazer mund të jetë alternativa e vetme. Proceset e prerjes me rreze lazer janë fleksibël dhe shpërndarja e rrezeve të fibrave optike, montimi i thjeshtë, koha e shkurtër e konfigurimit, disponueshmëria e sistemeve CNC tredimensionale bëjnë të mundur që prerja dhe përpunimi me lazer të konkurrojnë me sukses me proceset e tjera të prodhimit të fletëve të metalit, si p.sh. Thënë kjo, teknologjia lazer ndonjëherë mund të kombinohet me teknologjitë e fabrikimit mekanik për të përmirësuar efikasitetin e përgjithshëm.

 

 

 

Prerja me laser e fletëve të metaleve ka përparësitë ndaj prerjes plazmatike për të qenë më e saktë dhe duke përdorur më pak energji, megjithatë, shumica e lazerëve industrialë nuk mund të kalojnë trashësinë më të madhe të metalit që mundet plazma. Lazerët që operojnë me fuqi më të larta si 6000 Watts po i afrohen makinave plazma në aftësinë e tyre për të prerë materiale të trasha. Megjithatë, kostoja kapitale e këtyre prerësve lazer 6000 Watt është shumë më e lartë se ajo e makinave prerëse plazma të afta për të prerë materiale të trasha si pllakë çeliku.

 

 

 

Ka edhe disavantazhe të prerjes dhe përpunimit me lazer. Prerja me lazer përfshin konsum të lartë të energjisë. Efikasiteti i lazerit industrial mund të variojë nga 5% në 15%. Konsumi i energjisë dhe efikasiteti i çdo lazeri të veçantë do të ndryshojnë në varësi të fuqisë dalëse dhe parametrave të funksionimit. Kjo do të varet nga lloji i lazerit dhe sa mirë përputhet lazeri me punën në fjalë. Sasia e fuqisë prerëse me lazer që kërkohet për një detyrë të caktuar varet nga lloji i materialit, trashësia, procesi (reaktiv/inert) i përdorur dhe shpejtësia e dëshiruar e prerjes. Shkalla maksimale e prodhimit në prerjen dhe përpunimin me lazer është e kufizuar nga një sërë faktorësh duke përfshirë fuqinë lazer, llojin e procesit (qoftë reaktiv apo inert), vetitë e materialit dhe trashësinë.

 

 

 

In LASER ABLATION ne heqim materialin nga një sipërfaqe e fortë duke e rrezatuar atë me një rreze lazer. Me fluks të ulët lazer, materiali nxehet nga energjia e lazerit e përthithur dhe avullon ose sublimohet. Me fluks të lartë lazer, materiali zakonisht shndërrohet në plazmë. Lazerët me fuqi të lartë pastrojnë një vend të madh me një puls të vetëm. Lazerët me fuqi të ulët përdorin shumë impulse të vogla të cilat mund të skanohen nëpër një zonë. Në ablacionin me laser ne heqim materialin me një lazer pulsues ose me një rreze lazer me valë të vazhdueshme nëse intensiteti i lazerit është mjaft i lartë. Lazerët me pulsim mund të shpojnë vrima jashtëzakonisht të vogla dhe të thella përmes materialeve shumë të forta. Impulset shumë të shkurtra lazer largojnë materialin aq shpejt sa që materiali përreth thith shumë pak nxehtësi, prandaj shpimi me lazer mund të bëhet në materiale delikate ose të ndjeshme ndaj nxehtësisë. Energjia e lazerit mund të absorbohet në mënyrë selektive nga veshjet, prandaj lazerët me pulsim CO2 dhe Nd:YAG mund të përdoren për të pastruar sipërfaqet, për të hequr bojën dhe veshjen ose për të përgatitur sipërfaqet për lyerje pa dëmtuar sipërfaqen e poshtme.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. Këto dy teknika janë në fakt aplikacionet më të përdorura. Nuk përdoren bojëra, as nuk përfshin copa veglash që kontaktojnë sipërfaqen e gdhendur dhe konsumohen, gjë që është rasti me metodat tradicionale të gdhendjes mekanike dhe të shënjimit. Materialet e projektuara posaçërisht për gdhendjen dhe shënjimin me lazer përfshijnë polimere të ndjeshme ndaj lazerit dhe lidhje të reja metalike speciale. Megjithëse pajisjet e shënjimit dhe gdhendjes me lazer janë relativisht më të shtrenjta në krahasim me alternativat si grushta, kunjat, stilolapsat, stampat e gravurës… etj., ato janë bërë më të njohura për shkak të saktësisë, riprodhueshmërisë, fleksibilitetit, lehtësisë së automatizimit dhe aplikimit on-line. në një shumëllojshmëri të gjerë mjedisesh prodhuese.

 

 

 

Së fundi, ne përdorim rreze lazer për disa operacione të tjera prodhuese:

 

- LAZER SALDIM

 

- LAZER TRAJTIMI NXEHTËSOR: Trajtimi termik në shkallë të vogël i metaleve dhe qeramikës për të modifikuar vetitë e tyre mekanike dhe tribologjike të sipërfaqes.

 

- LAZER TRAJTIMI / MODIFIKIMI I SIPËRFAQËS SË LAZERIT: Laserët përdoren për të pastruar sipërfaqet, për të futur grupe funksionale, për të modifikuar sipërfaqet në përpjekje për të përmirësuar ngjitjen përpara proceseve të depozitimit ose bashkimit të veshjes.