Introduksjon
Nanosekund pulsede fiberlasere brukes vanligvis til lasermarkering, men fordi kostnadene for nanosekund pulserende fiberlasere er lave, kompakte, pålitelige og ikke krever hyppig vedlikehold, er de også veldig egnet for fordampning. Ved å ta i bruk design som MOPA (Master Amplifier Power Amplifier) som direkte modulerer frø laser, kan vi få korte pulser og relativt høy toppeffekt. Disse teknologiene har gjort laser til et effektivt prosesseringsverktøy for skjæring av metaller.
Som et alternativ til en kontinuerlig bølgekutter kan en pulserende fiberlaser brukes i flerpass-fordampningsskjæringsprosessen. Overvåkningsanordningen styrer laseren for å passere frem og tilbake gjennom skjærelinjen, og fjerner bare en liten mengde metall om gangen uten behov for dyser og hjelp. gass. Denne teknologien gir en fleksibel, presis og rimelig løsning. Og denne enheten er i utgangspunktet et enkelt lasermerkesystem.
Denne skjæringsteknologien kan brukes på et bredt spekter av materialer, fra ikke-jernholdige metaller og ikke-jernmetaller til keramikk, polymermaterialer og til og med karbonholdige kompositter. Klippehastigheten kan enkelt endres. For tynne metallplater kan den være mindre enn 10 mm / min. For tykke materialer kan skjærehastigheten være større enn 1 mm / min. Når det brukes til å kutte tykt metall, må spesielle teknikker som kuttelinjekompensasjon eller bjelksving brukes for å utvide bredden på kuttet effektivt. Disse hastighetene kan være langsomme sammenlignet med tradisjonell laserskjæring, men for mange bruksområder er de lave kostnadene og fleksibiliteten til nanosekundpulsede fiberlasere veldig attraktive.
Eksperimentelle resultater viser at alle SM / HS / HM-modeller av SPI-lasere kan oppnå effektiv skjæring, men kutteegenskapene til hver maskin vil være litt forskjellige, noe som er relatert til valg av materialer og den nødvendige ytelsen. Med den smale spaltebredden som eksempel, er en SM-laser med høykvalitetsstråle og en liten flekk mest passende. For tykkere materialer vil HM-typen med høyere toppeffekt og en større størrelse flekk være bedre.
Aluminium materiale
Rent aluminium og aluminiumslegeringer er mye brukt, og noen små og komplekse deler kan kuttes fra tykkere materialer. (Figur 1) Den ferdige overflaten har ikke så stor effekt som tegning, og den polerte delen kan også skjæres veldig bra. Deler opp til 2 mm tykke kan kuttes og formes slik, men hastigheten vil være tregere.
Bilde 1 Skjæreprøver inkluderer: 1. 2 mm aluminiumsark, 0. 2 mm tinnstålplate 0. 5 mm og 2 mm polert aluminium.
Rustfritt stål
Rustfritt stål er et veldig mye brukt materiale. Spesielt i medisinsk industri er kravene til kutte nøyaktighet veldig høye. For 0. 5 mm tykke 304 materialer, kan et enkelt skanningssystem brukes til å oppnå en kuttehastighet større enn 20 mm / min samtidig som den oppnår god skjærekvalitet. Imidlertid bruker skjærhastigheten på 20 0 ved å bruke en 40 W HM-laser, utstyrt med et fast skjærehode og koaksial hjelpegass.μm rustfritt stål kan nå mer enn 1. 5 m / min! (Bilde 2)
Bilde 2 Bearbeiding av 200 um tykt rustfritt stålark med 40 W HM hastighet
1. 5 m / min
Titanmateriale
Tynne titanplater er enkle å kutte. For tekniske bruksområder, må man sørge for at kantoksidasjon ikke påvirker kvaliteten på kuttkanter. For applikasjoner med mindre krevende tekniske funksjoner, for eksempel dekorative smykker, er denne prosessen ideell og kan kombineres med fargemerking.
Bilde 3 Titanium håndverkssmykker 300 um tykk, ved bruk av 20 W HS laserhastighet 1-2mm / s
Svært reflekterende materiale
Kobber, messing, sølv og gull har alle ekstremt høy refleksjonsevne og elektrisk ledningsevne, så disse materialene blir ofte sett på som svært vanskelige å skjære. Høy krafttetthet er nødvendig for å starte kappeprosessen, men kappingen er enkel med nanosekundfiberlasere.
Messing blir generelt sett på som et vanskelig materiale for laserskjæring, og det blir ofte brukt som et eksperimentelt materiale før du kutter gull for å teste og studere skjæreparametere. Så lenge det er tilstrekkelig topp effekt, kan materialer som er ganske tykke eller til og med 1 mm kuttes med en 20 W HS-laser, og kvaliteten er veldig god. Hvis en 40 W HM-laser brukes, kan den maksimale tykkelsen som kan behandles nå 2 mm. (Bilde 4)
Bildet 4 er 0. 8 mm tykt messingutstyr behandlet av 20 W laser, tar 7 minutter
Mange tekniske applikasjoner krever kapping av kobber, spesielt innen elektriske og elektroniske felt, spesielt platematerialer. Selv om materialet har høy refleksjonsevne og høy ledningsevne, gjør den høye toppeffekten som er koblet inn i metallet, skjærnøyaktigheten veldig høy og ingen brister (Figur 5). En ny applikasjon er kobberkutting av nedbørspor på PCB-plater, da det er visse krav for å kutte ledende spor på brett.
Bilde 5 Kutting av kobberark ved hjelp av en 20 W-fiberlaser
For eksempel, edle metaller som sølv og gull, kan vi bruke pulslaser for å kutte, fordi denne teknologien kan fullføre veldig komplekse former, og materialavfallshastigheten er veldig lav, noe som utvilsomt er veldig attraktivt for gullsmeder. Bildet under er en meget god, veldig nydelig sølvplate av god kvalitet med en diameter på 20 mm. Den ble kuttet med en 20 W HS-laser. (Bilde 6)
Konklusjon
Nanosekund pulsede fiberlasere er meget velegnet for fordampning. Eksemplene ovenfor viser at mange metaller kan skjæres av lasere, noe som også viser at slike lasere er allsidige.