Úvod
Nanosekundové pulzní vláknové lasery se obvykle používají pro laserové značení, ale protože náklady na nanosekundové pulzní vláknové lasery jsou nízké, kompaktní, spolehlivé a nevyžadují častou údržbu, je také velmi vhodný pro řezání odpařováním. Přijetím návrhů, jako je MOPA (Master Amplifier Power Amplifier), které přímo modulují zárodečný laser, můžeme získat krátké impulsy a relativně vysoký špičkový výkon. Díky těmto technologiím se laser stal efektivním nástrojem pro obrábění kovů.
Jako alternativu k řezacímu zařízení s kontinuální vlnou lze v procesu vícenásobného odpařovacího řezání použít laser s pulzními vlákny. Monitorovací zařízení řídí laser tak, aby procházel dozadu a dopředu řezací linkou a odstraňoval pouze malé množství kovu najednou, bez potřeby trysek a asistence. plyn. Tato technologie poskytuje flexibilní, přesné a rozumné řešení. A toto zařízení je v podstatě jednoduchý laserový systém značení.
Tuto technologii řezání lze použít na širokou škálu materiálů, od barevných kovů a neželezných kovů po keramiku, polymerní materiály a dokonce i kompozity obsahující uhlík. Rychlost řezání lze snadno změnit. U tenkých kovových plechů může být menší než 10 mm / min. U silných materiálů může být řezná rychlost vyšší než 1 mm / min. Pokud se používá k řezání tlustého kovu, musí být k účinnému rozšíření šířky řezu použity speciální techniky, jako je kompenzace řezné linie nebo výkyv paprsku. Tyto rychlosti mohou být pomalé ve srovnání s tradičním laserovým řezáním, ale pro mnoho aplikací je nízká cena a flexibilita nanosekundových pulsních vláknových laserů velmi atraktivní.
Experimentální výsledky ukazují, že všechny modely SM / HS / HM laserů SPI mohou dosáhnout účinného řezání, ale řezné vlastnosti každého stroje se budou mírně lišit, což souvisí s výběrem materiálů a požadovaným výkonem. Jako příklad lze uvést úzkou šířku štěrbiny, nejvhodnější je SM laser s vysoce kvalitním paprskem a malým bodem. U silnějších materiálů bude lepší typ HM s vyšším špičkovým výkonem a větší velikostí.
Hliníkový materiál
Čistý hliník a slitiny hliníku jsou široce používány a některé malé a složité části mohou být vyřezány z tlustších materiálů. (Obrázek 1) Hotový povrch nemá velký účinek jako kresba a leštěný díl lze také velmi dobře řezat. Díly do tloušťky 2 mm mohou být takto řezány a tvarovány, ale rychlost bude pomalejší.
Obrázek 1 Mezi řezné vzorky patří: 1. 2 mm hliníkový plech, 0. 2 mm cínový ocelový plech 0 5 mm a 2 mm leštěný hliník.
Nerezová ocel
Nerezová ocel je velmi široce používaný materiál. Zejména ve zdravotnickém průmyslu jsou požadavky na přesnost řezání velmi vysoké. Pro materiály o tloušťce 0 5 mm 304 lze použít jednoduchý skenovací systém k dosažení řezné rychlosti vyšší než 20 mm / min při dosažení dobré kvality řezání. Avšak při použití laseru 40 W HM, vybaveného pevnou řezací hlavou a koaxiálním pomocným plynem, je řezná rychlost na 20 0μm nerezová ocel může dosáhnout více než 1. 5 m / min! (Obrázek 2)
Obrázek 2 Zpracování 200 um tlustého plechu z nerezové oceli s 40 W HM rychlostí
1. 5 m / min
Titanový materiál
Tenké titanové desky se snadno řezají. Pro inženýrské aplikace je třeba dbát na to, aby oxidace okrajů neovlivnila kvalitu řezaných hran. Pro aplikace s méně náročnými technickými funkcemi, jako jsou například ozdobné šperky, je však tento proces ideální a lze jej kombinovat s barevným značením.
Image 3 Titanové řemeslné šperky 300 um tlusté, s použitím 20 řezné rychlosti laserem HS 1 - 2 mm / s
Vysoce reflexní materiál
Měď, mosaz, stříbro a zlato mají extrémně vysokou odrazivost a elektrickou vodivost, takže tyto materiály jsou často považovány za velmi obtížné. K zahájení procesu řezání je nutná vysoká hustota energie, ale řezání je snadné pomocí laserů s nanosekundovými vlákny.
Mosaz je obecně považována za obtížný materiál pro laserové řezání a často se používá jako experimentální materiál před řezáním zlata pro testování a studium řezných parametrů. Pokud existuje dostatečný špičkový výkon, materiály, které jsou poměrně silné nebo dokonce až do 1 mm, lze řezat laserem 20 W HS a kvalita je velmi dobrá. Při použití laseru 40 W HM může maximální zpracovatelná tloušťka dosáhnout 2 mm. (Obrázek 4)
Obrázek 4 je 0. 8 mm mosazné zařízení o tloušťce mm zpracované laserem 20 W, trvá 7 minut
Mnoho technických aplikací vyžaduje řezání mědi, zejména v elektrickém a elektronickém poli, zejména z plechových materiálů. Přestože má materiál vysokou odrazivost a vysokou vodivost, vysoký špičkový výkon spojený s kovem činí přesnost řezání velmi vysokou a žádné otřepy (obrázek 5). Novou aplikací je řezání měděných srážkových drah na deskách PCB, protože na desky jsou kladeny určité požadavky na řezání vodivých drah.
Image 5 Řezání měděných listů pomocí laserového vlákna 20 W
Například u drahých kovů, jako je stříbro a zlato, můžeme řezat pomocí pulzního laseru, protože tato technologie dokáže dokončit velmi složité tvary a míra odpadu materiálu je velmi nízká, což je nepochybně velmi atraktivní pro klenotníky. Na obrázku níže je kvalitní, velmi nádherná stříbrná deska o průměru 20 mm. Řezal se laserem 20 W HS. (Obrázek 6)
Zmiření
Nanosekundové pulzní vláknové lasery jsou velmi vhodné pro odpařovací řezání. Výše uvedené příklady ukazují, že mnoho kovů může být řezáno laserem, což také ukazuje, že takové lasery jsou univerzální.