Voidaanko laserleikkaustekniikka jakaa neljään eri kategoriaan?

Laserleikkaustekniikkavoidaan luokitella neljään eri luokkaan: laserhöyrystysleikkaus, lasersulatusleikkaus, laserhappileikkaus, laserkirjoitus ja murtumien hallinta. PVD tarkoittaa fyysistä ja höyrypinnoitusprosessia. PVD-pinnoitteet syntyvät suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa.

1. Laserhöyrystysleikkausprosessissa työkappaleen lämmittämiseen käytetään korkean energiatiheyden lasersädettä, mikä saa lämpötilan nousemaan nopeasti ja saavuttamaan materiaalin kiehumispisteen hyvin lyhyessä ajassa, jolloin materiaali alkaa höyrystyä ja muuttua höyryksi. Kun höyrynpaine ylittää suurimman materiaalin kestämän puristusjännityksen, syntyy halkeamia ja repeämiä. Höyry poistuu erittäin suurella nopeudella ja leikkaa materiaaliin poistoprosessin aikana. Kun höyry sekoittuu ilman kanssa, se synnyttää valtavaa painetta ja lämpöä. Koska materiaalin höyrystymislämpö on yleensä korkea, laserhöyrystysleikkausprosessi vaatii paljon tehoa ja tehotiheyttä. Koska laser tuottaa voimakasta lämpöä, metallit voidaan leikata nopeasti erittäin pienellä energialla. Laserhöyrystysleikkaustekniikkaa käytetään pääasiassa erittäin ohuiden metallien ja ei-metallisten materiaalien, kuten paperin, kankaan, puun, muovin ja kumin, leikkaamiseen. Laserhöyrystystekniikka keskittää energian hyvin pienelle alueelle ja jäähdyttää sen nopeasti, jolloin saadaan aikaan työkappaleen osittainen tai koko pintakäsittely.

2. Käytä laseria sulatukseen ja leikkaamiseen. Koska laser tuottaa voimakkaan lämpövaikutuksen sulassa altaassa, sula materiaali voidaan muuttaa nopeasti kiinteästä kaasumaiseksi. Lasersulatus- ja leikkausprosessin aikana metallimateriaali kuumennetaan laserilla sulaan tilaan, minkä jälkeen vapautuu ei-hapettavia kaasuja, kuten argonia, heliumia ja typpeä. Lasersäteen säteilytyksen alaisena sulan metallin pinnalle muodostuu suuri määrä atomidiffuusiokerroksia, jolloin sen lämpötila nousee nopeasti ja pysähtyy tietyn korkeuden saavuttamisen jälkeen. Käyttämällä koaksiaalista suutinta ruiskutuspalkin kanssa, nestemäinen metalli voidaan poistaa kaasun voimakkaan paineen alaisena, jolloin muodostuu viilto. Jatkuvan lasertehon olosuhteissa työkappaleen pinnan karheus pienenee vähitellen työskentelyetäisyyden kasvaessa. Lasersulatus- ja -leikkaustekniikka ei vaadi metallin täydellistä haihdutusta, ja energiantarve on vain kymmenesosa haihdutusleikkaukseen tarvittavasta energiasta.Lasersulatus- ja leikkaustekniikkakäytetään pääasiassa metallimateriaalien, joita ei ole helppo hapettaa tai jotka ovat aktiivisia, leikkaamiseen, kuten ruostumaton teräs, titaani, alumiini ja niiden seokset.

3. Laserhappileikkauksen toimintaperiaate on samanlainen kuin oksiasetyleenileikkauksen. Ilmassa hitsattaessa happea käytetään hitsattavan työkappaleen pinnan lämmittämiseen niin, että se sulaa ja höyrystyy muodostaen sulalammikon, jonka jälkeen sulaallas puhalletaan ulos suuttimen kautta. Laitteisto käyttää laseria esilämmityslämmönlähteenä ja valitsee leikkauskaasuiksi hapen ja muut aktiiviset kaasut. Leikkausprosessin aikana metallijauhe höyrystyy kohdistamalla tiettyä painetta työkappaleen pintaan. Toisaalta ruiskutettu kaasu reagoi kemiallisesti leikatun metallin kanssa, mikä johtaa hapettumiseen ja vapauttaa suuren määrän hapetuslämpöä; samaan aikaan sula materiaali höyrystetään kuumentamalla sulaa ja tuodaan leikkausalueelle, jolloin saavutetaan metallin nopea jäähtyminen. Toisesta näkökulmasta katsottuna sula oksidi ja sula puhalletaan ulos reaktioalueelta, mikä johtaa rakoihin metallin sisään. Siksi laserhappileikkauksella voidaan saada korkealaatuinen työkappaleen pinta. Koska hapetusreaktiossa syntyy paljon lämpöä leikkausprosessin aikana, laserhappileikkaukseen tarvittava energia on vain puolet sulaleikkauksen energiasta, minkä vuoksi leikkausnopeus on huomattavasti suurempi kuin laserhöyrystysleikkauksen ja sulaleikkauksen. Siksi, kun käytetään laserhappileikkauskonetta metallin käsittelyyn, se ei voi vain vähentää energiankulutusta, vaan myös parantaa tuottavuutta. Laserhappileikkaustekniikkaa käytetään pääasiassa helposti hapettuviin metallimateriaaleihin, kuten hiiliteräkseen, titaaniteräkseen ja lämpökäsitellyyn teräkseen.

4. Laserviivaus ja murtumien hallinta Laserviivatekniikka käyttää korkean energiatiheyden lasereita hauraiden materiaalien pinnan skannaamiseen, näiden materiaalien haihduttamiseen hienojen urien muodostamiseen ja hauraiden materiaalien halkeamiseen näiden urien varrella tietyn paineen alaisena. Laserkirjoitus voidaan suorittaa pulssi- ​​tai jatkuvan aallon tilassa tai kapealla pulssileveydellä. Moduloidut laserit ja CO2-laserit ovat yleisiä laserkirjoitukseen käytettyjä lasertyyppejä. Hauraiden materiaalien alhaisen murtolujuuden ansiostalaserleikkausprosession parannettava käsittelyn laadun parantamiseksi. Hallitun murtuman tarkoituksena on tuottaa hauraassa materiaalissa paikallista lämpöjännitystä hyödyntämällä laseruritusprosessin aikana syntyvää jyrkkää lämpötilajakaumaa siten, että materiaali katkeaa pieniä uria pitkin.