Μπορεί η τεχνολογία κοπής με λέιζερ να χωριστεί σε τέσσερις διαφορετικές κατηγορίες;

Τεχνολογία κοπής με λέιζερμπορούν να ταξινομηθούν σε τέσσερις διαφορετικές κατηγορίες: κοπή εξάτμισης με λέιζερ, κοπή με τήξη με λέιζερ, κοπή με οξυγόνο με λέιζερ, κοπή με λέιζερ και έλεγχος θραύσης. Το PVD σημαίνει διαδικασία φυσικής εναπόθεσης και ατμού. Οι επικαλύψεις PVD παράγονται σε συνθήκες σχετικά χαμηλής θερμοκρασίας.

1. Στη διαδικασία κοπής εξάτμισης με λέιζερ, χρησιμοποιείται μια δέσμη λέιζερ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας για τη θέρμανση του τεμαχίου εργασίας, η οποία αναγκάζει τη θερμοκρασία να αυξηθεί γρήγορα και να φτάσει στο σημείο βρασμού του υλικού σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, προκαλώντας την έναρξη του υλικού να εξατμιστεί και να μετατραπεί σε ατμό. Όταν η τάση ατμών υπερβαίνει τη μέγιστη θλιπτική τάση που μπορεί να αντέξει το υλικό, θα προκύψουν ρωγμές και ρήξεις. Ο ατμός εκτοξεύεται με πολύ υψηλή ταχύτητα και κόβει το υλικό κατά τη διαδικασία εκτίναξης. Όταν ο ατμός αναμιγνύεται με τον αέρα, δημιουργεί τεράστια πίεση και θερμότητα. Δεδομένου ότι η θερμότητα εξάτμισης του υλικού είναι συνήθως υψηλή, η διαδικασία κοπής εξάτμισης με λέιζερ απαιτεί μεγάλη ισχύ και πυκνότητα ισχύος. Επειδή το λέιζερ παράγει έντονη θερμότητα, τα μέταλλα μπορούν να κοπούν γρήγορα με πολύ λίγη ενέργεια. Η τεχνολογία κοπής εξάτμισης με λέιζερ χρησιμοποιείται κυρίως για την κοπή πολύ λεπτών μετάλλων και μη μεταλλικών υλικών, όπως χαρτί, ύφασμα, ξύλο, πλαστικό και καουτσούκ. Η τεχνολογία εξάτμισης με λέιζερ συγκεντρώνει την ενέργεια σε μια πολύ μικρή περιοχή και την ψύχει γρήγορα, επιτυγχάνοντας έτσι μερική ή ολόκληρη επεξεργασία της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας.

2. Χρησιμοποιήστε λέιζερ για εργασίες τήξης και κοπής. Δεδομένου ότι το λέιζερ παράγει ένα ισχυρό θερμικό αποτέλεσμα στη λιωμένη δεξαμενή, το λιωμένο υλικό μπορεί γρήγορα να μετατραπεί από στερεό σε αέριο. Κατά τη διαδικασία τήξης και κοπής με λέιζερ, το μεταλλικό υλικό θα θερμανθεί από το λέιζερ σε τετηγμένη κατάσταση και στη συνέχεια θα απελευθερωθούν μη οξειδωτικά αέρια όπως το αργό, το ήλιο και το άζωτο. Κάτω από την ακτινοβολία της δέσμης λέιζερ, ένας μεγάλος αριθμός ατομικών στρωμάτων διάχυσης δημιουργείται στην επιφάνεια του τηγμένου μετάλλου, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του να αυξάνεται γρήγορα και να παύει να αυξάνεται αφού φτάσει σε ένα ορισμένο ύψος. Χρησιμοποιώντας ένα ακροφύσιο ομοαξονικό με τη δοκό για έγχυση, το υγρό μέταλλο μπορεί να αποβληθεί υπό την ισχυρή πίεση του αερίου, σχηματίζοντας έτσι μια τομή. Υπό τις συνθήκες σταθερής ισχύος λέιζερ, η τραχύτητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας μειώνεται σταδιακά καθώς αυξάνεται η απόσταση εργασίας. Η τεχνολογία τήξης και κοπής με λέιζερ δεν απαιτεί πλήρη εξάτμιση του μετάλλου και η απαιτούμενη ενέργεια είναι μόνο το ένα δέκατο της ενέργειας που απαιτείται για την κοπή με εξάτμιση.Τεχνολογία τήξης και κοπής με λέιζερχρησιμοποιείται κυρίως για την κοπή μεταλλικών υλικών που δεν οξειδώνονται εύκολα ή είναι ενεργά, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, το τιτάνιο, το αλουμίνιο και τα κράματά τους.

3. Η αρχή λειτουργίας της κοπής με οξυγόνο με λέιζερ είναι παρόμοια με αυτή της κοπής με οξυακετυλένιο. Κατά τη συγκόλληση στον αέρα, το οξυγόνο χρησιμοποιείται για τη θέρμανση της επιφάνειας του προς συγκόλληση τεμαχίου, έτσι ώστε να λιώσει και να εξατμιστεί για να σχηματίσει μια λιωμένη δεξαμενή και στη συνέχεια η λιωμένη δεξαμενή διοχετεύεται μέσω του ακροφυσίου. Ο εξοπλισμός χρησιμοποιεί λέιζερ ως πηγή θερμότητας προθέρμανσης και επιλέγει το οξυγόνο και άλλα ενεργά αέρια ως αέρια κοπής. Κατά τη διαδικασία κοπής, η σκόνη μετάλλου εξατμίζεται ασκώντας μια ορισμένη πίεση στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Από τη μία πλευρά, το εγχυόμενο αέριο αντιδρά χημικά με το κομμένο μέταλλο, με αποτέλεσμα την οξείδωση και την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας θερμότητας οξείδωσης. Ταυτόχρονα, το λιωμένο υλικό εξατμίζεται με θέρμανση της λιωμένης δεξαμενής και εισάγεται στην περιοχή κοπής, επιτυγχάνοντας έτσι ταχεία ψύξη του μετάλλου. Από μια άλλη οπτική γωνία, το τηγμένο οξείδιο και το τήγμα διοχετεύονται έξω από την περιοχή αντίδρασης, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται κενά στο εσωτερικό του μετάλλου. Επομένως, η κοπή με οξυγόνο με λέιζερ μπορεί να αποκτήσει μια επιφάνεια τεμαχίου με υψηλή ποιότητα επιφάνειας. Δεδομένου ότι η αντίδραση οξείδωσης παράγει πολλή θερμότητα κατά τη διαδικασία κοπής, η ενέργεια που απαιτείται για την κοπή με οξυγόνο με λέιζερ είναι μόνο η μισή από αυτήν για την κοπή με τήγμα, γεγονός που κάνει την ταχύτητα κοπής να υπερβαίνει κατά πολύ αυτή της κοπής με εξάτμιση με λέιζερ και της κοπής τήγματος. Επομένως, όταν χρησιμοποιείτε μια μηχανή κοπής οξυγόνου λέιζερ για επεξεργασία μετάλλων, μπορεί όχι μόνο να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας αλλά και να βελτιώσει την παραγωγικότητα. Η τεχνολογία κοπής με οξυγόνο με λέιζερ χρησιμοποιείται κυρίως σε εύκολα οξειδωμένα μεταλλικά υλικά όπως ο ανθρακούχο χάλυβας, ο χάλυβας τιτανίου και ο θερμικά επεξεργασμένος χάλυβας.

4. Γράψιμο με λέιζερ και έλεγχος θραύσης Η τεχνολογία χαραγής λέιζερ χρησιμοποιεί λέιζερ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας για να σαρώσει την επιφάνεια εύθραυστων υλικών, να εξατμίσει αυτά τα υλικά για να σχηματίσει λεπτές αυλακώσεις και να κάνει τα εύθραυστα υλικά να ραγίσουν κατά μήκος αυτών των αυλακώσεων υπό την εφαρμογή ειδικής πίεσης. Η γραφή με λέιζερ μπορεί να πραγματοποιηθεί σε λειτουργία παλμικού ή συνεχούς κύματος ή με λέιζερ στενού πλάτους παλμού. Τα διαμορφωμένα λέιζερ και τα λέιζερ CO2 είναι συνηθισμένοι τύποι λέιζερ που χρησιμοποιούνται για χάραξη με λέιζερ. Λόγω της χαμηλής αντοχής στη θραύση των εύθραυστων υλικών, τοδιαδικασία κοπής με λέιζερπρέπει να βελτιωθεί για να βελτιωθεί η ποιότητα της επεξεργασίας. Η ελεγχόμενη θραύση είναι η δημιουργία τοπικής θερμικής καταπόνησης στο εύθραυστο υλικό χρησιμοποιώντας την απότομη κατανομή θερμοκρασίας που δημιουργείται κατά τη διαδικασία αυλάκωσης με λέιζερ, έτσι ώστε το υλικό να σπάει κατά μήκος των μικρών αυλακώσεων.