Ny fanapahana tamin'ny laser dia teknolojia iray izay mampiasa laser hanapotehana ny fitaovana, ka miteraka sisiny tapaka.Na dia ampiasaina amin'ny fampiharana famokarana indostrialy aza izy io, dia ampiasain'ny sekoly, orinasa madinika, maritrano ary mpankafy fialamboly.Ny fanapahana tamin'ny laser dia miasa amin'ny alàlan'ny fitarihana ny famoahana laser mahery vaika indrindra amin'ny alàlan'ny optika.Ny laser optika sy ny CNC (computer numerical control) dia ampiasaina hitarika ny taratra laser amin'ny fitaovana.Ny laser ara-barotra ho an'ny fitaovana manapaka dia mampiasa rafitra fanaraha-maso ny hetsika hanaraka ny CNC na G-code ny lamina ho tapaka eo amin'ny fitaovana.Ny taratra laser mifantoka dia mitodika any amin'ny fitaovana, izay avy eo mitsonika, mirehitra, etona, na tsofin'ny entona entona, [1] mamela sisiny miaraka amin'ny endriny avo lenta.
FIAINANY TALOHA
Tamin'ny 1965, ny famokarana voalohany tamin'ny laser fanapahana milina dia nampiasaina mba handoavana ny lavaka amin'ny diamondra maty.Ity milina ity dia nataon'ny Western Electric Engineering Research Center.[3]Tamin'ny 1967, ny Britanika dia nanao ny asan'ny mpisava lalana tamin'ny laser-assisted oxygen jet jet ho an'ny metaly.[4]Tany am-piandohan'ireo taona 1970, ity teknôlôjia ity dia natao tamin'ny famokarana mba hanapahana ny titane ho an'ny fampiharana aerospace.Tamin'izany fotoana izany, ny laser CO2 dia nampifanarahana tamin'ny fanapahana tsy metaly, toy ny lamba, satria, tamin'izany fotoana izany, ny laser CO2 dia tsy ampy hery handresena ny conductivity mafana amin'ny metaly.[5]
DINGANA
Industrial tamin'ny laser fanapahana ny vy amin'ny fanapahana toromarika fandaharana amin'ny alalan'ny CNC interface tsara
Ny taratra laser amin'ny ankapobeny dia mifantoka amin'ny fampiasana lens avo lenta amin'ny faritra miasa.Ny kalitaon'ny taratra dia misy fiantraikany mivantana amin'ny haben'ny toerana mifantoka.Ny ampahany tery indrindra amin'ny taratra mifantoka amin'ny ankapobeny dia latsaky ny 0,0125 santimetatra (0,32 mm) ny savaivony.Miankina amin'ny hatevin'ny fitaovana, azo atao ny sakan'ny soroka kely toy ny 0,004 santimetatra (0,10 mm).[6]Mba hahafahana manomboka manapaka amin'ny toerana hafa ankoatry ny sisiny dia misy pierce atao alohan'ny fanapahana rehetra.Ny fanindronana matetika dia misy taratra laser mipoitra mahery vaika izay manao lavaka tsikelikely ao anatin'ilay akora, maka 5-15 segondra eo ho eo amin'ny vy tsy misy pentina 0,5 santimetatra (13 mm), ohatra.
Ny taratra mifanitsy amin'ny hazavana mirindra avy amin'ny loharano laser dia matetika mianjera eo amin'ny savaivony eo anelanelan'ny 0,06–0,08 santimetatra (1,5–2,0 mm).Ity taratra ity dia matetika mifantoka sy mihamafy amin'ny alalan'ny family na fitaratra mankany amin'ny toerana tena kely eo amin'ny 0,001 santimetatra (0,025 mm) mba hamoronana taratra laser mahery vaika.Mba hahazoana ny faran'izay malefaka indrindra mandritra ny fanapahana contour, dia tsy maintsy ahodina ny lalan'ny polarization andry rehefa mandeha manodidina ny sisin'ny workpiece misy contoured.Ho an'ny fanapahana vy, ny halavan'ny focal dia matetika 1.5–3 santimetatra (38–76 mm).[7]
Ny tombony amin'ny fanapahana tamin'ny laser amin'ny fanapahana mekanika dia ahitana ny fiasana mora kokoa sy ny fihenan'ny fandotoana ny workpiece (satria tsy misy sisiny mety ho voaloton'ny fitaovana na mandoto ny fitaovana).Mety ho tsara kokoa ny marina, satria ny taratra laser dia tsy mitafy mandritra ny dingana.Misy ihany koa ny fihenan'ny vintana amin'ny fampidinana ny fitaovana izay tapaka, satria ny rafitra laser dia manana faritra kely voan'ny hafanana.[8]Ny fitaovana sasany koa dia tena sarotra na tsy azo hetezana amin'ny fomba mahazatra kokoa.
Ny fanapahana tamin'ny laser ho an'ny metaly dia manana tombony amin'ny fanapahana plasma amin'ny maha-marina kokoa [9] ary mampiasa angovo kely kokoa rehefa manapaka vy;Na izany aza, ny ankamaroan'ny laser indostrialy dia tsy afaka manapaka ny hatevin'ny metaly lehibe kokoa izay azon'ny plasma.Ny milina laser vaovao miasa amin'ny hery ambony kokoa (6000 watts, mifanohitra amin'ny salan'isa 1500 watts amin'ny milina fanapahana laser tany am-boalohany) dia manatona milina plasma amin'ny fahafahany manapaka fitaovana matevina, saingy ny vidin'ny milina toy izany dia ambony lavitra noho ny an'ny plasma. milina manapaka mahay manapaka fitaovana matevina toy ny takelaka vy.[10]
Karazana
4000 watt CO2 laser cutter
Misy karazana laser telo lehibe ampiasaina amin'ny fanapahana tamin'ny laser.Ny laser CO2 dia mety amin'ny fanapahana, mankaleo ary sokitra.Ny laser neodymium (Nd) sy neodymium yttrium-aluminium-garnet (Nd:YAG) dia mitovy amin'ny fomba ary tsy mitovy amin'ny fampiharana.Nd dia ampiasaina amin'ny mankaleo sy izay misy angovo avo nefa ilana famerimberenana ambany.Ny laser Nd:YAG dia ampiasaina amin'ny toerana ilana hery avo dia avo ary ho an'ny mankaleo sy ny sokitra.Ny laser CO2 sy Nd/Nd:YAG dia azo ampiasaina amin'ny lasantsy.[11]
Ny laser CO2 dia matetika "pompiana" amin'ny alàlan'ny fampitaovana ny entona amin'ny alàlan'ny fangaro entona (DC-excited) na amin'ny fampiasana angovo radio frequency (RF-excited).Ny fomba RF dia vaovao kokoa ary lasa malaza kokoa.Satria ny famolavolana DC dia mitaky electrodes ao anatin'ny lavaka, dia mety ho tratran'ny fikorontanan'ny electrode sy ny fametahana fitaovana electrode amin'ny fitaratra sy optika izy ireo.Satria ny resonator RF dia manana electrodes ivelany dia tsy mora amin'ireo olana ireo.Ny laser CO2 dia ampiasaina amin'ny fanapahana indostrialy amin'ny fitaovana maro ao anatin'izany ny titane, vy tsy misy pentina, vy malefaka, alimo, plastika, hazo, hazo, savoka, lamba ary taratasy.Ny laser YAG dia ampiasaina indrindra amin'ny fanapahana sy fanoratana metaly sy seramika.[12]
Ho fanampin'ny loharanon-jiro, ny karazana fikorianan'ny entona dia mety hisy fiantraikany amin'ny fahombiazany ihany koa.Ny variana mahazatra amin'ny laser CO2 dia ahitana ny fikorianan'ny axial haingana, ny fikorianan'ny axial miadana, ny fikorianan'ny transverse ary ny slab.Ao amin'ny resonator fikorianan'ny axial haingana, ny fifangaroan'ny gazy karbonika, helium ary azota dia mivezivezy amin'ny hafainganam-pandeha avo amin'ny alàlan'ny turbine na blower.Ny laser transverse flow dia mampivezivezy ny fifangaroan'ny entona amin'ny hafainganam-pandeha ambany kokoa, mitaky tsotsotra kokoa.Slab na diffusion cooled resonators dia manana entona static izay tsy mila fanerena na vera, mitondra amin'ny fitsitsiana ny turbine fanoloana sy ny vera.
Mitaky fampangatsiahana ny mpamokatra laser sy ny optika ivelany (anisan'izany ny family mifantoka).Miankina amin'ny haben'ny rafitra sy ny fanamafisam-peo, ny hafanan'ny fako dia azo afindran'ny coolant na mivantana amin'ny rivotra.Ny rano dia fampangatsiahana mahazatra ampiasaina, matetika mivezivezy amin'ny alàlan'ny rafitra fanamafisam-peo na hafanana.
laser microjet dia laser tarihin'ny rano izay misy taratra laser pulsed ampiarahina amin'ny fiaramanidina rano misy tsindry ambany.Izany dia ampiasaina amin'ny fanaovana asa fanapahana tamin'ny laser rehefa mampiasa ny rano fiaramanidina hitarika ny taratra laser, toy ny Optical fibre, amin'ny alalan'ny fisaintsainana anatiny tanteraka.Ny tombony amin'izany dia ny rano ihany koa dia manala potipoti-javatra ary mampangatsiatsiaka ny fitaovana.Ny tombony fanampiny amin'ny fanapahana laser "maina" nentim-paharazana dia ny hafainganam-pandeha avo lenta, ny kerf mifanitsy, ary ny fanapahana omnidirectional.[13]
Fibre laser dia karazana solid state laser izay mitombo haingana ao anatin'ny indostrian'ny fanapahana metaly.Tsy toy ny CO2, ny teknolojia fibre dia mampiasa fitaovam-pitrandrahana matanjaka, mifanohitra amin'ny gazy na ranoka.Ny "laser voa" dia mamokatra ny taratra laser ary avy eo dia ampitomboina ao anaty fibre fitaratra.Miaraka amin'ny halavan'ny onjan'ny 1064 nanometers fibre lasers dia mamokatra toerana tena kely (hatramin'ny 100 heny kokoa raha oharina amin'ny CO2) ka mahatonga azy io ho tsara amin'ny fanapahana fitaovana metaly.Io no iray amin'ireo tombony lehibe amin'ny Fibre raha oharina amin'ny CO2.[14]
Ny tombony amin'ny fibre laser cutter dia misy: -
Fotoana fanodinana haingana.
Nihena ny fanjifana angovo & faktiora - noho ny fahombiazana bebe kokoa.
Ny fahatokisana sy ny fampisehoana lehibe kokoa - tsy misy optique amboarina na arindra ary tsy misy jiro hosoloina.
Fikarakarana kely indrindra.
Ny fahaiza-manaon'ny fitaovana tena hita taratra toy ny varahina sy ny varahina
Famokarana ambony kokoa – ny vidin'ny fampandehanana ambany kokoa dia manome fiverenana bebe kokoa amin'ny fampiasam-bola.[15]
fomba
Misy fomba maro samihafa amin'ny fanapahana mampiasa laser, miaraka amin'ny karazany samihafa ampiasaina hanapahana fitaovana samihafa.Ny sasany amin'ireo fomba dia vaporization, mitsonika sy mitsoka, mitsonika mitsonika sy may, mafana adin-tsaina famoretana, scribing, mangatsiaka fanapahana sy ny fandoroana stabilized tamin'ny laser fanapahana.
Fanapahana etona
Amin'ny fanapahana etona, ny taratra mifantoka dia manafana ny velaran'ny akora mankany amin'ny teboka tselatra ary miteraka lavaka.Ny keyhole dia mitarika ho amin'ny fitomboana tampoka ny absorptivity haingana lalina lalina ny lavaka.Rehefa mihalalina ny lavaka ary mangotraka ny akora, ny etona aterak'izany dia manimba ny rindrina mitsoka mitsonika ary mihamitombo ny lavaka.Ny fitaovana tsy miempo toy ny hazo, karbaona ary plastika thermoset dia matetika no tapaka amin'ity fomba ity.
Miempo ary mitsoka
Mitsoka sy mitsoka na fusion fanapahana dia mampiasa entona fanerena avo mba hitsoka ny zavatra rendrika avy amin'ny faritra fanapahana, mampihena be ny hery takiana.Afanaina amin'ny toerana levona aloha ilay akora, avy eo ny jet entona dia mitsoka ny akora mitsonika avy ao anaty kerf mba tsy hampiakatra ny hafanan'ny akora intsony.Ny fitaovana tapaka amin'ity dingana ity dia matetika metaly.
Fihetseham-po mafana
Ny akora mora vaky dia saro-pady indrindra amin'ny fahatapahan'ny hafanana, endri-javatra araraotina amin'ny famoretana adin-tsaina.Ny taratra iray dia mifantoka amin'ny tany ka miteraka fanafanana eo an-toerana sy fanitarana mafana.Izany dia miteraka triatra izay azo tarihina amin'ny alalan'ny fihetsehana ny andry.Azo afindra araka ny filaharan'ny m/s ny crack.Matetika izy io no ampiasaina amin'ny fanapahana fitaratra.
Fanadiovana miafina amin'ny wafers silisiôma
Fanazavana fanampiny: Wafer dicing
Ny fisarahan'ny chips microelectronic izay nomanina tamin'ny famokarana fitaovana semiconductor avy amin'ny wafers silisiôma dia azo atao amin'ny alàlan'ny dingana antsoina hoe stealth dicing, izay miasa miaraka amin'ny laser Nd: YAG, ny halavan'ny onjam (1064 nm) dia mifanaraka tsara amin'ny elektronika. elanelana misy silisiôma (1.11 eV na 1117 nm).
fanapahana reactive
Antsoina koa hoe "fandoroana entona vita amin'ny laser stabilisé", "fanapahana lelafo".Reactive fanapahana dia toy ny oksizenina fanilo fanapahana fa tamin'ny laser taratra ho toy ny ignition loharano.Matetika ampiasaina amin'ny fanapahana vy karbaona amin'ny hateviny mihoatra ny 1 mm.Ity dingana ity dia azo ampiasaina hanapahana takelaka vy matevina be miaraka amin'ny herin'ny laser kely.
Ny fandeferana sy ny famaranana ambonin'ny
Ny mpanapaka laser dia manana fahitsiana 10 mikrometatra ary 5 mikrometatra ny famerenana azy.
Ny henjana mahazatra Rz dia mitombo amin'ny hatevin'ny ravin-taratasy, saingy mihena amin'ny herin'ny laser sy ny hafainganam-pandehany.Rehefa manapaka vy karbônina ambany amin'ny herin'ny laser amin'ny 800 W, ny roughness mahazatra Rz dia 10 μm amin'ny hatevin'ny takelaka 1 mm, 20 μm ny 3 mm, ary 25 μm ny 6 mm.
{\displaystyle Rz={\frac {12.528\cdot S^{0.542}}{P^{0.528}\cdot V^{0.322}}}}{\displaystyle Rz={\frac {12.528\cdot S^{0.542 }}{P^{0.528}\cdot V^{0.322}}}}
Aiza: {\displaystyle S=}S= hatevin'ny vy amin'ny mm;{\displaystyle P=}P= herin'ny laser amin'ny kW (ny mpanapaka laser vaovao sasany dia manana herin'ny laser 4 kW);{\displaystyle V=}V= hafainganam-pandeha amin'ny metatra isa-minitra.[16]
Ity dingana ity dia afaka mitazona fandeferana akaiky, matetika ao anatin'ny 0,001 santimetatra (0,025 mm).Misy ifandraisany betsaka amin'ny fahaizan'ny fandeferana ny géometrika ampahany sy ny fahatsaran'ny mekanika amin'ny milina.Ny endriny mahazatra vokatry ny fanapahana taratra tamin'ny laser dia mety misy eo amin'ny 125 ka hatramin'ny 250 micro-inches (0.003 mm hatramin'ny 0.006 mm).[11]
Fanamboarana milina
Dual-pallet manidina optic laser
Loha laser optika manidina
Amin'ny ankapobeny dia misy endrika telo samihafa amin'ny milina fanapahana laser indostrialy: fitaovana mihetsika, hybrid, ary rafitra optika manidina.Ireo dia manondro ny fomba fifindran'ny taratra laser amin'ny fitaovana hotapahana na hokarakaraina.Ho an'ireo rehetra ireo, ny famaky mihetsika dia matetika antsoina hoe X sy Y.Raha azo fehezina ny loha manapaka, dia antsoina hoe Z-axis izany.
Ny laser fitaovana mihetsika dia manana loha manapaka tsy tapaka ary mamindra ny fitaovana eo ambaniny.Ity fomba ity dia manome halavirana tsy tapaka avy amin'ny mpamokatra laser mankany amin'ny workpiece ary teboka tokana hanesorana ny effluent.Mitaky optique vitsy kokoa izany, saingy mitaky ny fihetsehana ny workpiece.Ity milina fomba ity dia manana optique fanaterana taratra vitsy indrindra, saingy toa miadana indrindra ihany koa.
Ny laser hybrida dia manome latabatra izay mihetsika amin'ny axe iray (matetika ny X-axis) ary manetsika ny loha amin'ny axe (Y) fohy kokoa.Izany dia miteraka halavan'ny lalana fanaterana taratra tsy tapaka noho ny milina optika manidina ary mety hamela rafitra fanaterana taratra tsotra kokoa.Mety hiafara amin'ny fihenan'ny herin'aratra ao amin'ny rafitra fanaterana izany sy ny fahafaha-manao isan-watt kokoa noho ny milina optika manidina.
Ny laser optika manidina dia manasongadina latabatra mijoro sy loha manapaka (miaraka amin'ny taratra laser) izay mihetsika eo ambonin'ny workpiece amin'ny refy mitsivalana roa.Ireo mpanapaka optika manidina dia mitazona ny workpiece mandritra ny fanodinana ary matetika tsy mitaky fametahana fitaovana.Ny faobe mihetsika dia tsy miova, noho izany dia tsy misy fiantraikany amin'ny haben'ny workpiece ny dinamika.Masinina optika manidina no karazana haingana indrindra, izay mahasoa rehefa manapaka zavatra manify kokoa.[17]
Ny milina optika manidina dia tsy maintsy mampiasa fomba iray hijerena ny fiovan'ny halavan'ny taratra avy amin'ny saha akaiky (akaiky ny resonator) fanapahana mankany amin'ny saha lavitra (lavitra ny resonator).Ny fomba mahazatra amin'ny fifehezana an'izany dia ny collimation, ny optique adaptif na ny fampiasana axe halavan'ny taratra tsy tapaka.
Ny milina dimy sy enina-axis ihany koa dia mamela ny manapaka workpieces.Ankoatra izany, misy fomba isan-karazany ny orienting ny taratra laser amin'ny workpiece miendrika, fihazonana ny fifantohana tsara sy ny nozzle standoff, sns.
Pulsing
Ny laser pulses izay manome angovo mahery vaika mandritra ny fotoana fohy dia mahomby amin'ny fizotran'ny fanapahana laser sasany, indrindra amin'ny fanindronana, na rehefa ilaina ny lavaka kely na ny hafainganam-pandeha ambany dia ambany, satria raha mampiasa taratra laser tsy tapaka, ny hafanana dia mety ho tonga hatramin'ny fandrendrehana ny tapany manontolo notapatapahina.
Ny ankamaroan'ny lasers indostrialy dia manana fahafahana manindrona na manapaka CW (onja mitohy) eo ambanin'ny fanaraha-maso ny programa NC (fifehezana nomerika).
Ny laser pulse avo roa heny dia mampiasa andiana mpivady pulse mba hanatsarana ny tahan'ny fanalana fitaovana sy ny kalitaon'ny lavaka.Amin'ny ankapobeny, ny pulse voalohany dia manaisotra fitaovana eny ambonin'ny tany ary ny faharoa dia manakana ny ejecta tsy hiraikitra amin'ny sisin'ny lavaka na tapaka.[18]
Fotoana fandefasana: Jun-16-2022