Birîna lazer teknolojiyek e ku lazerê bikar tîne da ku materyalan bişewitîne, ku di encamê de qutiyek çêdibe.Dema ku bi gelemperî ji bo serîlêdanên hilberîna pîşesaziyê tê bikar anîn, ew naha ji hêla dibistan, karsaziyên piçûk, mîmarî, û hobbyîstan ve tê bikar anîn.Birîna lazer bi rêvekirina derketina lazerek bi hêza bilind bi gelemperî bi riya optîkê dixebite.Optîka lazerê û CNC (kontrola hejmarî ya komputerê) têne bikar anîn da ku tîrêjê lazerê berbi materyalê vebigirin.Lazerek bazirganî ji bo birrîna materyalan pergalek kontrolkirina tevgerê bikar tîne da ku CNC an G-kodek nimûneyê bişopîne ku li ser materyalê were qut kirin.Tîra lazerê ya baldar ber bi maddeyê ve tê rêve kirin, ku dûv re an dihele, dişewite, dişewite, an jî ji hêla fîşek gazê ve tê hilanîn, [1] ji hêlekê re bi xêzek rûkalek bilind-kalîteyê derdikeve.
Dîrok
Di sala 1965-an de, yekem makîneya qutkirina lazerê ya hilberandinê hate bikar anîn da ku kunên di kulên almasê de qul bikin.Ev makîne ji aliyê Navenda Lêkolînê ya Endezyariya Elektrîkê ya Rojava ve hatiye çêkirin.[3]Di sala 1967 de, Brîtanî ji bo metalan birîna oksîjenê bi alîkariya lazerê pêşeng kir.[4]Di destpêka salên 1970-an de, ev teknolojî hate hilberandin da ku titanium ji bo serîlêdanên hewayê qut bike.Di heman demê de lazerên CO2 ji bo birrîna ne-metalan, wek tekstîl, hatin adaptekirin, ji ber ku wê demê, lazerên CO2 têra xwe ne hêzdar bûn ku li ser germbûna metalan bi ser bikevin.[5]
Doz
Birîna lazer a pîşesaziyê ya pola bi rêwerzên birrîna ku bi navgîniya CNC ve hatî bernamekirin
Tîra lazerê bi gelemperî bi karanîna lensek qalîteya bilind li qada xebatê tê balkişandin.Qalîteya tîrêjê bandorek rasterast li ser mezinahiya cîhê baldar heye.Beşa herî teng a tîrêjê baldar bi gelemperî ji 0,0125 înç (0,32 mm) kêmtir e.Li gorî qalindahiya materyalê, firehiyên kelûmê bi qasî 0,004 înç (0,10 mm) mimkun e.[6]Ji bo ku meriv karibe birîna ji deverek din ji xeynî qeraxê dest pê bike, berî her birînê qul tê kirin.Piercing bi gelemperî tîrêjek lazerê ya pêlkirî ya bi hêzek bilind vedihewîne ku hêdî hêdî di materyalê de qulikê çêdike, ji bo nimûne pola zengarnegir bi qalindahiya 0,5 înç (13 mm) dora 5-15 saniyan digire.
Tîrêjên paralel ên ronahiya hevgirtî yên ji çavkaniya lazerê bi gelemperî di navbera 0,06-0,08 înç (1,5-2,0 mm) de dikevin.Ev tîrêj bi gelemperî ji hêla lensek an neynikê ve li cîhek pir piçûk a bi qasî 0,001 înç (0,025 mm) tê balkişandin û xurt kirin da ku tîrêjek lazerê ya pir tund çêbike.Ji bo ku di dema qutkirina konturê de bigihîje dawiya herî nerm a gengaz, divê rêgeza polarîzasyona tîrêjê were zivirandin dema ku ew li dora perîfera perçeyek xebitandinê ya xêzkirî derbas dibe.Ji bo qutkirina pelê metal, dirêjahiya focal bi gelemperî 1,5-3 înç (38-76 mm) ye.[7]
Avantajên birrîna lazerê li ser birrîna mekanîkî di nav xwe de xebitandina hêsantir û kêmbûna qirêjiya perçeya xebatê heye (ji ber ku ti hêlek birrîn tune ku dikare ji hêla materyalê ve were qirêj kirin an materyalê qirêj bike).Dibe ku rastbûn çêtir be, ji ber ku tîrêjê lazerê di dema pêvajoyê de nagire.Di heman demê de şansek kêmbûna ziravkirina materyalê ku tê qutkirin jî heye, ji ber ku pergalên lazer xwedan herêmek piçûk a germahiyê ye.[8]Hin materyal jî pir dijwar an jî ne gengaz e ku bi rêyên kevneşopî werin qut kirin.
Birîna lazerê ya ji bo metalan avantajên jêbirina plazmayê ew e ku rasttir e[9] û dema birîna pel metal kêm enerjiyê bikar tîne;lebê, piraniya lazerên pîşesazî nikarin bi rêya stûrbûna metal mezintir ku plasma dikare bibire.Makîneyên lazer ên nûtir ku bi hêzek bilindtir dixebitin (6000 watt, wekî berevajî rêjeyên 1500 watt yên makîneyên qutkirina lazerê yên destpêkê) bi şiyana wan a qutkirina materyalên stûr nêzî makîneyên plazmayê dibin, lê lêçûna sermaye ya makîneyên weha ji ya plazmayê pirtir e. makîneyên birrîna ku dikarin materyalên qalind ên mîna plakaya pola jê bikin.[10]
Cureyên
4000 watt CO2 cutter lazer
Sê cureyên sereke yên lazer hene ku di qutkirina lazerê de têne bikar anîn.Lazera CO2 ji bo birrîn, birîn, û gravurkirinê maqûl e.Lazerên neodymium (Nd) û neodymium yttrium-aluminium-garnet (Nd:YAG) bi şêwazê yek in û tenê di serîlêdanê de cûda dibin.Nd ji bo borîn û cihê ku enerjiya zêde lê dubarekirina kêm hewce ye tê bikar anîn.Lazera Nd:YAG li cîhê ku hêzek pir zêde hewce ye û ji bo borîn û gravurkirinê tê bikar anîn.Her du lazerên CO2 û Nd/Nd:YAG dikarin ji bo weldingê bêne bikar anîn.[11]
Lazerên CO2 bi gelemperî bi derbaskirina herikekê di nav tevliheviya gazê de (DC-heyecandî) an jî bi karanîna enerjiya frekansa radyoyê (RF-heyecan) "pompe" têne kirin.Rêbaza RF nûtir e û populertir bûye.Ji ber ku sêwiranên DC-ê hewceyê elektrod di hundurê valahiyê de ne, ew dikarin bi erozyona elektrodê û pêvekirina materyalê elektrodê li ser cam û optîkê re rûbirû bibin.Ji ber ku resonatorên RF-ê xwedan elektrodên derveyî ne, ew ji wan pirsgirêkan re ne meyldar in.Lazerên CO2 ji bo birrîna pîşesaziyê ya gelek materyalan di nav de titanium, pola zengarnegir, pola nerm, aluminium, plastîk, dar, dara endezyarkirî, wax, qumaş û kaxez têne bikar anîn.Lazerên YAG di serî de ji bo birrîn û xêzkirina metal û seramîkê têne bikar anîn.[12]
Ji bilî çavkaniya hêzê, celebê herikîna gazê dikare bandorê li performansê jî bike.Guhertoyên hevpar ên lazerên CO2 di nav de herikîna eksê ya bilez, herikîna asmanî ya hêdî, herikîna transversal, û slabê hene.Di resonatorek herikîna eksê ya bilez de, tevliheviya karbondîoksît, helyûm û nîtrojenê bi leza bilind ji hêla turbînek an bafirokê ve tê belav kirin.Lazerên herikîna transversal tevliheviya gazê bi lezek hindiktir dizivirînin, pêdivî bi fîşekek hêsantir heye.Resonatorên sarkirî yên slab an belavbûyî xwedan zeviyek gazê ya statîk e ku hewcedariya wê bi zext û şûşê tune ye, ku rê li ber teserûfê li ser turbîn û kelûmelên şûşê digire.
Ji jeneratora lazerê û optîka derve (tevî lenseya fokusê) sarbûn hewce dike.Bi mezinahî û veavakirina pergalê ve girêdayî, dibe ku germahiya bermayî ji hêla sarkerê ve an rasterast ji hewayê ve were veguheztin.Av sarkerek bi gelemperî tê bikar anîn, bi gelemperî di nav çîler an pergala veguheztina germê de tê gerandin.
Laser microjet lazerek rênîşander a avê ye ku tê de tîrêjek lazerê ya pêlkirî bi fîşekek avê ya tansiyona kêm ve tê girêdan.Ev ji bo pêkanîna fonksiyonên qutkirina lazerê tê bikar anîn dema ku gera avê bikar tîne da ku tîra lazerê, pir mîna fiberek optîkî, di nav refleksa navxweyî ya tevahî de rêve bike.Awantajên vê jî ew e ku av bermayiyan jî radike û madeyê sar dike.Awantajên din ên li ser birîna lazer a kevneşopî ya "zuwa" leza dirûvê ya bilind, kerfê paralel, û birrîna hemalî ne.[13]
Lazerên fîber celebek lazerek dewleta zexm e ku di pîşesaziya qutkirina metal de bi lez mezin dibe.Berevajî CO2, teknolojiya fîberê li hember gazek an şilek navgînek qezencek zexm bikar tîne."Lazera tovê" tîrêjê lazerê çêdike û dûv re di nav fiberek camê de tê zêdekirin.Bi dirêjahiya pêlê ya tenê 1064 nanometre lazerên fîberê mezinahiyek pir piçûk çêdikin (heta 100 carî piçûktir li gorî CO2) ku ew ji bo birîna madeya metalê ya refleksîf îdeal e.Ev yek ji avantajên sereke yên Fiber li gorî CO2 ye.[14]
Feydeyên qutkirina lazerê ya fiber ev in: -
Demên pêvajoyek bilez.
Xercan û fatûreyên enerjiyê kêm kirin - ji ber karbidestiya mezintir.
Pêbawerî û performansa mezintir - ne optîka ku were sererast kirin an hevrêz kirin û ne lampeyên ku werin guhertin.
Parastina hindiktirîn.
Kapasîteya hilberandina materyalên pir refleks ên wekî sifir û tûnc
Hilberîna bilind - lêçûnên xebitandinê yên kêm vegerek mezin li ser veberhênana we peyda dike.[15]
Methods
Di birrîna bi karanîna lazeran de gelek awayên cûda hene, bi celebên cûda ku ji bo birrîna materyalên cûda têne bikar anîn.Hin ji wan rêbazan vaporkirin, helandin û lêdan, lêdana helandinê û şewitandinê, şkandina stresa termal, xêzkirin, birrîna sar û şewitandina birrîna lazer a stabîlkirî ne.
birrîna vaporîzasyonê
Di qutkirina vaporîzasyonê de tîrêjê baldar rûyê materyalê heya xala şewatê germ dike û qulikek kilît çêdike.Keyhole dibe sedema zêdebûnek ji nişka ve di vegirtinê de zû kûrkirina qulikê.Her ku çal kûr dibe û madde dişewite, buhara ku çêdibe dîwarên şilbûyî dişewitîne û jê derdixe û kun bêtir mezin dike.Materyalên ku nahelin wek dar, karbon û plastîkên termoset bi gelemperî bi vê rêbazê têne qut kirin.
Bihelin û bifirînin
Melt û lêdan an qutkirina hevgirtinê gaza tansiyona bilind bikar tîne da ku maddeya şilandî ji devera birrîn derxîne, hewcedariya hêzê pir kêm dike.Pêşî madde heya nuqteya helînê tê germ kirin, dûv re fîşekek gazê maddeya şilandî ji kerfê derdixe û ji hewcedariya zêdekirina germahiya materyalê dûr dixe.Materyalên ku bi vê pêvajoyê têne qut kirin bi gelemperî metal in.
Şikandina stresa termal
Materyalên zirav bi taybetî ji şikestina termal re hesas in, taybetmendiyek ku di şikestina stresa termal de tê bikar anîn.Tîrêjek li ser rûxê tê sekinîn û dibe sedema germbûna herêmî û berfirehbûna germî.Ev di encamê de şikestinek çêdibe ku dûv re dikare bi tevgera tîrêjê were rêve kirin.Crack dikare bi rêza m / s were veguheztin.Bi gelemperî di birrîna camê de tê bikar anîn.
Dizîna dizî ya waferên silicon
Zêdetir agahdarî: Dicing wafer
Veqetandina çîpên mîkroelektronîk ên ku di çêkirina cîhaza nîvconduktorê de ji waferên sîlîkonê hatine amadekirin, dibe ku bi pêvajoya binavkirina dizîka dizî, ya ku bi lazerek Nd:YAG-ya pêlkirî tevdigere, ku dirêjahiya pêla wê (1064 nm) baş bi elektronîkî ve hatî adaptekirin, were kirin. valahiya bandê ya silicon (1,11 eV an 1117 nm).
Birîna reaktîf
Jî jê re "şewitandina birrîna gaza lazer a stabîlkirî", "birrîna agir" jî tê gotin.Birîna reaktîf mîna qutkirina meşaleya oksîjenê ye lê bi tîrêjek lazerê wekî çavkaniya şewatê ye.Bi piranî ji bo birrîna pola karbonê di qalindiyên ji 1 mm de tê bikar anîn.Ev pêvajo dikare ji bo birrîna lewheyên pola yên pir stûr bi hêza lazerê ya nisbeten kêm were bikar anîn.
Tolerans û pêvekirina rûyê
Lêkerên lazer xwedî rastbûna pozîsyonê 10 mîkrometre û dubarebûna 5 mîkrometre ye.
Zehmetiya standard Rz bi qalindahiya pelê re zêde dibe, lê bi hêza lazer û leza qutkirinê kêm dibe.Dema ku pola karbonê ya kêm bi hêza lazerê ya 800 W dibire, hişkiya standard Rz 10 μm ji bo qalindahiya pelê 1 mm, 20 μm ji bo 3 mm, û 25 μm ji bo 6 mm e.
{\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}}}}
Cih: {\displaystyle S=}S= qalindahiya pelê pola bi mm;{\displaystyle P=}P= hêza lazerê li kW (hinek lazerên nû xwedî hêza lazerê 4 kW);{\displaystyle V=}V= leza birrîna bi metre di deqeyê de.[16]
Ev pêvajo dikare toleransên pir nêzîk bigire, bi gelemperî di nav 0,001 inch (0,025 mm) de.Geometriya beşê û dengê mekanîkî ya makîneyê bi kapasîteyên toleransê re pir têkildar e.Pîvana rûxara tîpîk a ku ji qutkirina tîrêjê lazerê pêk tê dibe ku ji 125 heta 250 mîkro-înç (0,003 mm heta 0,006 mm) be.[11]
Veavakirinên makîneyê
Lazera optîka firîna du-palet
Flying optîk serê lazer
Bi gelemperî sê veavakirinên cihêreng ên makîneyên birrîna lazerê yên pîşesaziyê hene: pergalên optîk ên materyalê, hîbrîd û firîn.Ev bi awayê ku tîrêjê lazerê li ser materyalê ku were qut kirin an pêvajokirin tê guheztin vedibêje.Ji bo van hemîyan, axên tevgerê bi gelemperî X û Y têne destnîşan kirin.Ger serê birrîn were kontrol kirin, ew wekî tebeqeya Z tête destnîşan kirin.
Lazerên maddî yên tevgerîn xwedî serê birrîna rawestayî ne û materyalê li binê wê digerînin.Ev rêbaz ji jeneratora lazerê heya perçeya xebatê dûriyek domdar peyda dike û xalek yekane ya ku jêdera jêderkê jê tê peyda dike.Ew kêmtir optîk hewce dike, lê pêdivî ye ku perçeya xebatê biguhezîne.Ev makîneya şêwazê xwedan optîka radestkirina tîrêjê ya herî hindik e, lê di heman demê de hêdî hêdî jî dibe.
Lazerên hîbrîd tabloyek peyda dikin ku di yek eksê de (bi gelemperî texla X) dimeşe û serê xwe li ser eksê kurttir (Y) digerîne.Ev ji makîneya optîk a firîntir dirêjahiya riya radestkirina tîrêjê domdartir encam dide û dibe ku destûr bide pergalek radestkirina tîrêjê hêsantir.Ev dikare bibe sedema kêmbûna windabûna hêzê ya di pergala radestkirinê de û ji makîneyên optîk ên firîna bêtir kapasîteya per watt.
Lazerên optîk ên firrîn maseyek rawestayî û serê birrîn (bi tîrêjê lazerê) ku di her du pîvanên horizontî de li ser perçeya xebatê digere, vedihewîne.Kulîlkên optîk ên firrîn di dema pêvajoyê de perçeya xebatê rawestayî dihêlin û pir caran hewcedariya girtina materyalê nakin.Girseya tevgerê domdar e, ji ber vê yekê dînamîk ji hêla mezinahiya cûda ya perçeya xebatê ve nayê bandor kirin.Makîneyên optîk ên firînê celebê herî bilez in, ku dema ku perçeyên kar ên ziravtir jê dikin sûdmend e.[17]
Pêdivî ye ku makîneyên optîk ên firîn hin rêbazan bikar bînin da ku dirêjahiya tîrêjê ya ji qada nêzîk (nêzîkî resonatorê) birrîna berbi qada dûr (dûr ji resonatorê) bihesibînin.Rêbazên hevpar ên ji bo kontrolkirina vê di nav de lihevkirin, optîka adapteyî an jî karanîna axek dirêjahiya tîrêjê ya domdar hene.
Makîneyên pênc û şeş-texlî di heman demê de destûr didin qutkirina perçeyên xebatê yên çêkirî.Digel vê yekê, rêgezên cihêreng ên arastekirina tîrêjê lazerê li ser perçeyek xebitandinê ya şikilî, domandina dûrbînek rast û rawestana nozê, hwd hene.
Pulsing
Lazerên pêlkirî yên ku ji bo demek kurt teqînek enerjiyê ya bi hêzek bilind peyda dikin di hin pêvajoyên qutkirina lazerê de pir bi bandor in, nemaze ji bo qulkirinê, an dema ku qulên pir piçûk an leza birrîna pir kêm hewce ne, ji ber ku ger tîrêjek lazer a domdar were bikar anîn, germahî dikaribû bigihije nuqteya ku tevahiya perçeyê ku tê birrîn bihele.
Piraniya lazerên pîşesaziyê di bin kontrola bernameya NC (kontrola hejmarî) de xwedan şiyana ku CW (pêla domdar) bişkînin an qut bikin.
Lazerên pêlêdana ducar rêzek cotên nebşê bikar tînin da ku rêjeya rakirina materyalê û kalîteya qulikê baştir bikin.Di eslê xwe de pulsa yekem maddeyê ji rûxarê derdixe û ya duyemîn jî rê li ber ku rijandin li kêleka kunekê an birînê ve girêdayî ye.[18]
Dema şandinê: Jun-16-2022