Технология лазерной резки

1. Технология лазерной резки относится к нетрадиционным методам. В основном используется явление теплового воздействия лазерного света на непрозрачные материалы. Именно непрозрачность и неотражаемость света являются очень важными характеристиками разрезаемого материала. В противном случае лазерный луч может рассеиваться или отражаться, что вызовет неконтролируемые эффекты и, как следствие, ухудшит качество обрабатываемой поверхности.

Роль физики в технологии лазерной резки.

2. Генерируемый лазерный луч направляется зеркалами к оптическому блоку, в данном случае - линзе. Он фокусирует луч, представляющий собой линейный источник тепла, расплавляющий материал, в то время как подаваемый обрабатывающий газ выбрасывает расплавленный материал из зазора и в, то же время защищает лазерную оптику. Коэффициент поглощения световой энергии луча прямо пропорционален повышению температуры материала. Важную роль играет плотность мощности луча, которая для получения полного прожига должна быть свыше 104 ÷ 105 Вт/мм2 в зависимости от типа разрезаемого материала.

Этапы лазерной резки металла.

3. В связи с термическим характером излучения его можно разделить на несколько этапов:
1) поглощение и передача энергии кристаллической решетке материала - воздействие на материал тесно связанное с проникающим в его глубину энергетическим пучком лазера,
2) нагрев обрабатываемого материала без разрушающего воздействия - в результате перехода световой энергии в тепловую происходит разогрев материала, что может вызвать фазовые переходы, химические реакции, протекающие на поверхности поверхностного слоя, активацию диффузии процесс и увеличение геометрических размеров,
3) плавление и удаление материала - это процесс испарения среды (путем преобразования тепловой энергии, излучаемой лазером, в нагрев слоев), при этом максимальная температура фиксируется в последующих слоях материала, начиная с его вершины,
4) охлаждение материала - область воздействия лазерного излучения, расположенная под поверхностным слоем, даже после окончания импульса нагревается и увеличивается зона термического влияния; эта область остывает намного позже, чем поверхность материала.

Параметры лазерной резки.

4. Основные параметры лазерной резки следующие: плотность мощности лазерного луча в Вт/мм2, диаметр фокуса луча в мм, фокусное расстояние в мм, тип режущего газа и его давление в кПа, скорость резки в м/мин. Обработка световым лазерным лучом осуществляется только автоматизированным или роботизированным способом. Это позволяет осуществлять детальный контроль и управление параметрами резки. В результате получаются вырезанные элементы с высокой точностью формы и размеров. Важным технологическим фактором, влияющим на результаты лазерной резки, является выбор режущего газа. Используемые газы в силу своих свойств имеют строго определенные производителями рекомендации по применению в зависимости от типа разрезаемого материала