Чи можна розділити технологію лазерного різання на чотири різні категорії?

Технологія лазерного різанняможна класифікувати на чотири різні категорії: лазерне випаровування, лазерне різання плавленням, лазерне кисневе різання, лазерне скрайбування та контроль руйнування. PVD означає процес фізичного осадження та осадження з парової фази. PVD-покриття створюються в умовах відносно низьких температур.

1. У процесі лазерного випаровування лазерний промінь високої щільності енергії використовується для нагрівання заготовки, що спричиняє швидке підвищення температури та досягнення точки кипіння матеріалу за дуже короткий час, спричиняючи початок матеріалу випаровуватися і перетворюватися на пару. Коли тиск пари перевищує максимальну напругу стиску, яку може витримати матеріал, виникають тріщини та розриви. Пара викидається з дуже високою швидкістю та врізається в матеріал під час процесу викиду. Коли пара змішується з повітрям, вона створює величезний тиск і тепло. Оскільки теплота пароутворення матеріалу зазвичай висока, процес лазерного різання парою вимагає великої потужності та щільності потужності. Оскільки лазер генерує інтенсивне тепло, метали можна різати швидко, витрачаючи дуже мало енергії. Технологія лазерного випаровування в основному використовується для різання дуже тонких металевих і неметалевих матеріалів, таких як папір, тканина, дерево, пластик і гума. Технологія лазерного випаровування концентрує енергію на дуже маленькій ділянці та швидко її охолоджує, завдяки чому досягається часткова або повна обробка поверхні заготовки.

2. Використовуйте лазер для операцій плавлення та різання. Оскільки лазер створює сильний тепловий ефект у розплавленому басейні, розплавлений матеріал можна швидко перетворити з твердого стану на газоподібний. Під час лазерного плавлення та різання металевий матеріал буде нагріватися лазером до розплавленого стану, а потім будуть вивільнятися неокислювальні гази, такі як аргон, гелій і азот. Під опроміненням лазерного променя на поверхні розплавленого металу утворюється велика кількість атомарних дифузійних шарів, що призводить до швидкого підвищення його температури і припинення зростання після досягнення певної висоти. Використовуючи насадку, коаксіальну з променем для впорскування, рідкий метал можна викинути під сильним тиском газу, утворюючи таким чином розріз. За умови постійної потужності лазера шорсткість поверхні заготовки поступово зменшується зі збільшенням робочої відстані. Технологія лазерного плавлення та різання не вимагає повного випаровування металу, а необхідна енергія становить лише одну десяту енергії, необхідної для різання випаровуванням.Технологія лазерної плавки та різанняв основному використовується для різання металевих матеріалів, які важко окислюються або є активними, таких як нержавіюча сталь, титан, алюміній та їхні сплави.

3. Принцип роботи лазерного кисневого різання подібний до оксиацетиленового різання. Під час зварювання на повітрі кисень використовується для нагрівання поверхні заготовки, що зварюється, так що вона плавиться і випаровується, утворюючи розплавлену ванну, а потім розплавлену ванну видувають через сопло. Обладнання використовує лазер як джерело тепла для попереднього нагріву та вибирає кисень та інші активні гази як різальні гази. У процесі різання металевий порошок випаровується шляхом застосування певного тиску до поверхні заготовки. З одного боку, введений газ хімічно реагує з розрізаним металом, що призводить до окислення та виділення великої кількості тепла окислення; в той же час, розплавлений матеріал випаровується шляхом нагрівання розплавленої ванни і подається в зону різання, таким чином досягаючи швидкого охолодження металу. З іншої точки зору, розплавлений оксид і розплав видуваються з реакційної зони, що призводить до утворення щілин всередині металу. Таким чином, лазерне кисневе різання може отримати поверхню заготовки з високою якістю поверхні. Оскільки реакція окислення генерує багато тепла під час процесу різання, енергія, необхідна для лазерного кисневого різання, становить лише половину енергії, необхідної для різання з розплаву, що робить швидкість різання набагато вищою за швидкість лазерного різання з випаровуванням і різання з розплаву. Тому, використовуючи лазерну кисневу різку для обробки металу, можна не тільки зменшити споживання енергії, але й підвищити продуктивність. Технологія лазерного кисневого різання в основному використовується для легко окислених металевих матеріалів, таких як вуглецева сталь, титанова сталь і термічно оброблена сталь.

4. Лазерне скрайбування та контроль руйнування. Технологія лазерного скрайбування використовує лазери високої щільності енергії для сканування поверхні крихких матеріалів, випаровування цих матеріалів для утворення тонких канавок і розтріскування крихких матеріалів уздовж цих канавок під дією певного тиску. Лазерне скрайбування може виконуватися в імпульсному або безперервному режимі, або за допомогою лазерів з вузькою шириною імпульсу. Модульовані лазери та CO2-лазери є поширеними типами лазерів, які використовуються для лазерного скрайбінгу. Завдяки низькій в'язкості руйнування крихких матеріалівпроцес лазерного різанняпотребує вдосконалення для підвищення якості обробки. Контрольоване руйнування полягає у створенні локальної термічної напруги в крихкому матеріалі шляхом використання крутого розподілу температури, що виникає під час процесу лазерного канавки, так що матеріал ламається вздовж малих канавок.