Els làsers són una eina eficaç per a aplicacions de micromecanitzat, on els làsers poden convergir en una petita àrea objectiu i aconseguir un efecte de "processament en fred". La interacció entre el làser i el material a l'àrea objectiu estarà controlada per diversos paràmetres, com ara la longitud d'ona, l'energia del pols i l'amplada del pols, etc. La combinació de paràmetres determina la densitat d'energia màxima del pols. Diferents combinacions de paràmetres poden produir les condicions de processament necessàries per al marcatge, tall, perforació, recuit, enduriment i altres operacions.
Per millorar la potència de sortida dels làsers polsats, augmentar la densitat d'energia i controlar els efectes tèrmics, la indústria ha desenvolupat una varietat de tecnologies de modulació, principalment la tecnologia de sintonització Q, la tecnologia de bloqueig de mode, la tecnologia sintonitzable, la tecnologia d'amplificació de pols de xip (també coneguda com CPA). tecnologia) i la tecnologia d'amplificació de potència d'oscil·lació mestra (també coneguda com a tecnologia MOPA), etc. Els detalls són els següents:
1. La tecnologia Tuning Q funciona segons el principi que, després de formar l'estat d'inversió del nombre de partícules del material de treball i no fa que produeixi una oscil·lació làser, quan el nombre de partícules s'acumula a un nivell prou alt, l'interruptor s'encén de sobte instantàniament, de manera que es pot formar una oscil·lació làser molt forta i una sortida làser de pols d'amplada de pols estreta i d'alta potència en un període de temps relativament curt;
2. La tecnologia de bloqueig de mode significa que hi ha una diferència de fase definida entre diferents modes longitudinals a la cavitat ressonant, obtenint així una sèrie de seqüències de pols ultracurt làser igualment espaciades en el temps, que, juntament amb una tecnologia especial de commutació òptica ràpida, poden seleccionar encara més. un únic pols làser ultracurt de la seqüència de pols;
3. La tecnologia ajustable es refereix a la longitud d'ona de sortida controlable contínuament dins d'un determinat rang. Actualment, el cristall làser (mitjà de guany làser d'estat sòlid) ha arribat a centenars de tipus, com ara safir, cristall YAG, etc. La tecnologia de duplicació de freqüència làser d'estat sòlid és la més madura, la banda òptica per aconseguir una cobertura total de l'ultraviolada a l'infraroig, establint una base sòlida per a la longitud d'ona del làser ajustable;
4. La tecnologia CPA es refereix a l'ús d'un ampliador per ampliar el pols de femtosegons en el domini del temps per convertir-se en un pols llarg de diversos centenars de picoseguons o nanosegons, després d'una amplificació en diverses etapes per extreure completament l'energia emmagatzemada en el medi de guany, i després utilitzar un compressor d'amplada de pols amb dispersió oposada per comprimir el pols llarg a un valor proper a l'amplada de pols inicial;
5. La tecnologia MOPA és la llum de senyal de la llavor i la llum de bomba amb alta qualitat de feix, acoblada a la fibra de doble revestiment d'una determinada manera per a l'amplificació, aconseguint així una amplificació d'alta potència de la font de llum de llavors. L'estructura MOPA del làser és la manera òptima de resoldre el problema dels làsers ultraràpids tant amb una potència màxima elevada com amb una alta qualitat del feix.
L'elecció del làser per al micromecanitzat depèn de molts factors, incloses les propietats del material, la forma de processament i la precisió requerida. Per complir amb els requisits de precisió cada cop més estrictes per al micromecanitzat, la longitud d'ona curta, l'amplada de pols estreta i l'alta potència seran les principals tendències de la tecnologia làser per a aplicacions de micromecanitzat.
Característiques del processament làser i aplicacions de microprocessament
El processament làser és l'aplicació industrial de la tecnologia làser, centrant una certa potència làser en l'objecte a processar, de manera que el làser interacciona amb l'objecte i escalfa, fon o vaporitza el material processat per aconseguir el propòsit del processament. El processament làser és un processament típic sense contacte, en comparació amb altres mètodes de processament, té menys procés de seguiment, bona controlabilitat, fàcil integració, alta eficiència de processament, baixa pèrdua de material, baixa contaminació ambiental, alta flexibilitat, alta qualitat i altres avantatges significatius.
En els darrers anys, el processament làser ha substituït els mètodes de processament tradicionals, i la indústria làser basada en làsers s'ha desenvolupat ràpidament i ara s'utilitza àmpliament en la fabricació industrial, les comunicacions, el processament de la informació, l'exèrcit i l'educació i la investigació científica, formant una cadena industrial a través del món, i la maduresa i la profunditat de la divisió industrial del treball ha anat augmentant. Amb el desenvolupament futur de productes d'aplicació a una direcció ultra-precisa i ultra-micro, l'aplicació del làser en el camp del microprocessament serà cada cop més extensa.
Tall per làser
Principi de funcionament: utilitzant un feix làser enfocat d'alta densitat de potència per irradiar la peça de treball, el material irradiat es fon, es vaporitza, s'abla o arriba ràpidament al punt d'ignició, mentre que el material fos es expulsa amb el flux d'aire d'alta velocitat coaxial al feix, per tant tallant la peça de treball.
Àrees d'aplicació i característiques: velocitat de tall ràpida, superfície llisa i bella, processament únic, petita deformació de la peça de treball, sense desgast d'eines, petita contaminació de neteja, pot processar materials compostos metàl·lics, no metàl·lics i no metàl·lics, cuir, fusta , fibra, etc. Adequat per a carrosseries de plaques gruixudes i primes, peces d'automòbils, bateries científiques, marcapassos, relés segellats i altres dispositius segellats, així com el processament fi dels dispositius d'hivern que no permeten la contaminació i la deformació de la soldadura Soldadura làser
Soldadura per làser
Principi de funcionament: utilitzant radiació làser d'alta densitat d'energia per escalfar la superfície de la peça de treball, la calor superficial s'estén cap a l'interior mitjançant la conducció de calor. Mitjançant el control dels paràmetres de l'amplada del pols làser, l'energia, la potència màxima i la freqüència de repetició, la peça de treball es fon i es forma un grup de fusió específic.
Àrees d'aplicació i característiques: soldabilitat petita, no afectada pel camp magnètic, limitació d'espai petita, sense contaminació d'elèctrodes, adequat per a soldadura automàtica d'alta velocitat, pot soldar metalls amb diferents propietats, pot treballar en espai tancat, adequat per a fulles de serra circular, acrílic , juntes de molla, plaques de coure per a peces electròniques, algunes plaques de malla metàl·lica, plaques de ferro, plaques d'acer, bronze fòsfor, plaques de baquelita, aliatges prims d'alumini, vidre de quars, cautxú de silicona, xapa ceràmica d'alumina de menys d'1 mm, aliatge de ferro utilitzat a la indústria aeroespacial, etc.
Marcatge làser
Principi de funcionament: utilitzant làser d'alta densitat d'energia per irradiar la peça localment, el material superficial es vaporitza o experimenta una reacció química de canvi de color, deixant així una marca permanent.
Àrees d'aplicació i característiques: processament sense contacte, es pot marcar a qualsevol superfície amb forma, la peça no es deformarà i produirà estrès intern, alta precisió de processament, velocitat de processament ràpida, net i respectuós amb el medi ambient, baix cost, adequat per a metall, plàstic , vidre, ceràmica, fusta, cuir i altres materials de marcatge.
Gravat làser
Principi de funcionament: irradiació làser de la superfície del material, el material absorbeix energia i es fon o es vaporitza a l'instant, formant una línia gravada.
Àrees d'aplicació i característiques: salt automàtic de números, petita àrea afectada per la calor, línies fines, neteja i resistència al desgast, protecció del medi ambient i estalvi d'energia, estalvi de material, es pot utilitzar per gravar productes de fusta, vidre orgànic, plaques metàl·liques, vidre, pedra , vidre, paper, plaques de dos colors, òxid d'alumini, cuir, resina i altres materials.
Tractament de superfícies amb làser
Principi de funcionament: utilitzar làser per escalfar la superfície de materials metàl·lics per aconseguir un tractament tèrmic superficial.
Àrees d'aplicació i característiques: velocitat de processament ràpida, deformació de peces petites, processament precís, per aconseguir l'efecte de tractament de l'extinció automàtica, adequat per al tractament tèrmic de camisas de cilindres, cigonyals, anells de pistons, commutadors, engranatges i altres peces d'automòbil, però també en el aeroespacial, la indústria de la màquina-eina i altres camps s'utilitzen àmpliament.
Traduït amb www.DeepL.com/Translator (versió gratuïta)
