Лазерите са ефективен инструмент за приложения за микрообработка, където лазерите могат да се събират в малка целева област и да постигнат ефект на „студена обработка“. Взаимодействието между лазера и материала в целевата зона ще се контролира от няколко параметъра, като дължина на вълната, енергия на импулса и ширина на импулса и т.н. Комбинацията от параметри определя пиковата енергийна плътност на импулса. Различни комбинации от параметри могат да създадат условията на обработка, необходими за маркиране, рязане, пробиване, отгряване, закаляване и други операции.
За да се подобри изходната мощност на импулсните лазери, да се увеличи енергийната плътност и да се контролират топлинните ефекти, индустрията е разработила различни модулационни технологии, главно включително технология за настройка на Q, технология за заключване на режима, регулируема технология, технология за усилване на чирп импулс (известна също като CPA технология) и технология за усилване на мощността на главната осцилация (известна също като технология MOPA) и т.н. Подробностите са както следва:
1. Технологията Tuning Q работи на принципа, че след като се формира състоянието на инверсия на броя на частиците на работния материал и не го кара да произвежда лазерни трептения, когато броят на частиците се натрупа до достатъчно високо ниво, превключвателят внезапно се включва мигновено, така че много силно лазерно трептене и импулсен лазерен изход с висока мощност и тясна ширина на импулса могат да се формират за относително кратък период от време;
2. Технологията за заключване на режима означава, че има определена фазова разлика между различните надлъжни модове в резонансната кухина, като по този начин се получава поредица от еднакво раздалечени лазерни ултракъси импулсни последователности във времето, които, заедно със специална технология за бързо оптично превключване, могат допълнително да избират единичен ултракъс лазерен импулс от импулсната последователност;
3. Регулируема технология се отнася до непрекъснато контролируема изходна дължина на вълната в определен диапазон. Понастоящем лазерният кристал (твърдотелна лазерна среда за усилване) е достигнал стотици видове, като сапфир, YAG кристал и др. Технологията за удвояване на честотата на лазерния лазер е най-зрялата, оптичната лента за постигане на пълно покритие на ултравиолетовото към инфрачервеното, поставяйки солидна основа за регулируема дължина на вълната на лазера;
4. Технологията CPA се отнася до използването на разширител за разширяване на фемтосекундния импулс във времевата област, за да се превърне в дълъг импулс от няколкостотин пикосекунди или наносекунди, след многостепенно усилване за пълно извличане на енергията, съхранена в усилващата среда, и след това използвайте компресор на ширината на импулса с противоположна дисперсия, за да компресирате дългия импулс до стойност, близка до първоначалната му ширина на импулса;
5. Технологията MOPA е сигнална светлина за семена и светлина за изпомпване с високо качество на лъча, свързана към влакното с двойна обвивка по определен начин за усилване, като по този начин се постига високомощно усилване на източника на светлина за семена. MOPA структурата на лазера е оптималният начин за решаване на проблема с ултрабързите лазери както с висока пикова мощност, така и с високо качество на лъча.
Изборът на лазер за микрообработка зависи от много фактори, включително свойства на материала, форма на обработка и изисквана точност. За да се отговори на все по-строгите изисквания за точност при микрообработка, късата дължина на вълната, тясната ширина на импулса и високата мощност ще бъдат основните тенденции в лазерната технология за приложения за микрообработка.
Характеристики на лазерна обработка и приложения за микро обработка
Лазерната обработка е промишлено приложение на лазерна технология, фокусираща лазер с определена мощност върху обекта, който ще се обработва, така че лазерът да взаимодейства с обекта и да нагрява, стопява или изпарява обработения материал, за да постигне целта на обработката. Лазерната обработка е типична безконтактна обработка, в сравнение с други методи на обработка има по-малко последващ процес, добра управляемост, лесна интеграция, висока ефективност на обработка, ниска загуба на материал, ниско замърсяване на околната среда, висока гъвкавост, високо качество и други значителни предимства.
През последните години лазерната обработка заменя традиционните методи на обработка и лазерната индустрия, базирана на лазери, се разви бързо и сега се използва широко в индустриалното производство, комуникациите, обработката на информация, военните и образованието и научните изследвания, образувайки индустриална верига в цялата страна. свят, а зрелостта и дълбочината на промишленото разделение на труда нарастват. С бъдещото развитие на приложни продукти в ултра-прецизна и ултра-микро посока, приложението на лазера в областта на микрообработката ще става все по-обширно.
Лазерно рязане
Принцип на работа: Използвайки фокусиран лазерен лъч с висока плътност на мощността за облъчване на детайла, облъченият материал бързо се топи, изпарява, аблира или достига точката на запалване, докато разтопеният материал се издухва с високоскоростния въздушен поток, коаксиален на лъча, като по този начин рязане на детайла.
Области на приложение и характеристики: бърза скорост на рязане, гладка и красива повърхност, еднократна обработка, малка деформация на детайла, без износване на инструмента, малко замърсяване от почистване, може да обработва метални, неметални и неметални композитни материали, кожа, дърво , влакна и др. Подходящ за дебели и тънки плочи на каросерии, автомобилни части, научни батерии, пейсмейкъри, запечатани релета и други запечатани устройства, както и за фина обработка на зимни устройства, които не позволяват замърсяване и деформация при заваряване Лазерно заваряване
Лазерно заваряване
Принцип на работа: Използвайки радиация на лазерен лъч с висока енергийна плътност за нагряване на повърхността на детайла, повърхностната топлина се разпространява навътре чрез топлопроводимост. Чрез контролиране на параметрите на ширината на лазерния импулс, енергията, пиковата мощност и честотата на повторение, детайлът се разтапя и се образува специфичен басейн за стопилка.
Области на приложение и характеристики: малка заваряемост, не се влияе от магнитно поле, ограничено пространство, без замърсяване на електрода, подходящ за автоматично високоскоростно заваряване, може да заварява метали с различни свойства, може да работи в затворено пространство, подходящ за циркулярни триони, акрил , пружинни уплътнения, медни плочи за електронни части, някои метални мрежести плочи, железни плочи, стоманени плочи, фосфорен бронз, бакелитни плочи, тънки алуминиеви сплави, кварцово стъкло, силиконова гума, под 1 мм алуминиев керамичен лист, желязна сплав, използвана в космическата индустрия, и т.н.
Лазерно маркиране
Принцип на работа: Използвайки лазер с висока енергийна плътност за локално облъчване на детайла, повърхностният материал се изпарява или претърпява химическа реакция на промяна на цвета, като по този начин оставя постоянна следа.
Области на приложение и характеристики: безконтактна обработка, може да се маркира върху повърхност с всякаква форма, детайлът няма да се деформира и да създаде вътрешно напрежение, висока точност на обработка, бърза скорост на обработка, чист и екологичен, ниска цена, подходящ за метал, пластмаса маркировка на стъкло, керамика, дърво, кожа и други материали.
Лазерно гравиране
Принцип на работа: лазерно облъчване на повърхността на материала, материалът абсорбира енергия и се топи или изпарява моментално, образувайки гравирана линия.
Области на приложение и характеристики: автоматично прескачане на номера, малка зона, засегната от топлина, фини линии, устойчивост на почистване и износване, защита на околната среда и пестене на енергия, спестяване на материали, може да се използва за ецване върху дървени продукти, органично стъкло, метални плочи, стъкло, камък , кристал, хартия, двуцветни плочи, алуминиев оксид, кожа, смола и други материали.
Лазерна повърхностна обработка
Принцип на работа: Използване на лазер за нагряване на повърхността на метални материали за постигане на повърхностна топлинна обработка.
Области на приложение и характеристики: бърза скорост на обработка, деформация на малки части, прецизна обработка, за постигане на ефекта на обработка на автоматично охлаждане, подходящ за топлинна обработка на цилиндрови втулки, колянови валове, бутални пръстени, комутатори, зъбни колела и други автомобилни части, но също и в космическата индустрия, машиностроителната промишленост и други области се използват широко.
Преведено с www.DeepL.com/Translator (безплатна версия)
