Что такое лазерная обработка?

Что такое лазерная обработка?

Лазерная обработка, как следует из названия, - это обработка с использованием лазера.

Лазер - это луч света с одинаковой фазой и амплитудой, т. е. когерентный свет. Лазерная обработка использует мощный, усиленный светом лазерный луч для резки, сварки, гравировки, маркировки или пробивки отверстий в заготовке. Типы обрабатываемых материалов включают металлы, керамику, пластик, дерево, ткань, стекло и многое другое.

Лазерная обработка - это бесконтактный метод обработки, который не требует использования режущих инструментов и способен обрабатывать без деформации или искажения материала из-за напряжения или давления. Он также требует меньше расходных материалов и его проще обслуживать.

Основные типы используемых лазеров - это лазеры на углекислом газе, YAG-лазеры, волоконные лазеры и эксимерные лазеры.

Применение лазерной обработки

1. Обработка лазером на углекислом газе

Он способен развивать высокую выходную мощность и используется для резки листового металла, микроскопического сверления и сварки в промышленных целях. В медицинских целях он также используется для хирургических лазерных скальпелей.

2. Обработка лазером YAG

В основном используется для точечной сварки деталей автомобильных двигателей, крыш и кузовов.

3. Обработка волоконным лазером

Используется для резки и сварки металлов, сварки пластиковых материалов и маркировки.

4. Обработка эксимерным лазером

Используется в качестве источника света для экспонирования в процессе производства полупроводников и в процессе производства низкотемпературного поликремния для жидкокристаллических дисплеев.

Принцип лазерной обработки

В общем, когда внешняя энергия (свет, тепло и т. д.) применяется к атомам и молекулам, составляющим вещество, атомы переходят в более высокое энергетическое состояние (возбужденное состояние). Затем они спонтанно испускают свет, пытаясь вернуться в более низкое энергетическое состояние (основное состояние).

Особенно когда вокруг много атомов с высокой энергией, это спонтанное испускание света стимулирует другие атомы с высокой энергией испускать свет и возвращаться в основное состояние. Этот свет называется индуцированным испусканием света, и его энергия усиливается в два раза по сравнению с падающим светом.

Когда этот индуцированный свет излучения многократно отражается зеркалом, он сталкивается с электронами в других атомах, высвобождая световую энергию и производя усиленный, интенсивный свет. Это принцип лазерной генерации.

При обработке заготовки этим лазерным лучом газ, называемый защитным газом, распыляется на поверхность заготовки, защищая ее от летящих частиц, образующихся на поверхности заготовки, и предотвращая поверхностное окисление и возгорание заготовки.

Типы лазерной обработки

Лазерная обработка классифицируется по веществу, которое усиливает и колеблет лазерный луч.

1. Обработка лазером на углекислом газе

Использует лазерный свет в инфракрасном диапазоне с длиной волны 1,060 мкм. В качестве лазерной среды используется газ на основе углекислого газа.

2. Обработка лазером YAG

Использует лазерный свет в инфракрасном диапазоне с длиной волны 1,064 мкм. Лазерная среда представляет собой искусственный кристалл, состоящий из иттрия, алюминия и граната.

3. Обработка волоконным лазером

Длина волны света находится в инфракрасной области 1,1 мкм. Это твердотельный лазер, который использует оптическое волокно в качестве лазерной среды. Лазерный свет, излучаемый возбуждающим полупроводником, усиливается оптическим волокном для создания мощного лазерного луча для использования в лазерной обработке.

4. Обработка эксимерным лазером

Источник ультрафиолетового света имеет характеристику очень высокой оптической энергии. Используются лазерные лучи с длинами волн в глубокой ультрафиолетовой области, например 0,193 мкм и 0,248 мкм. Лазерная среда представляет собой смесь инертного газа (аргон, криптон, ксенон и т. д.) и галогенного газа (хлористый водород, фтор).

Другая информация о лазерной обработке

Особенности лазерного света

• Направленность
  Лазерный свет распространяется почти прямолинейно и точно по сравнению с естественным светом.
• Монохроматический
  Он одноцветный, потому что длины волн света одинаковы.
• Когерентность
  Поскольку фаза и амплитуда света одинаковы, они могут легко синтезировать и усиливать друг друга.