Введение
Наносекундные импульсные волоконные лазеры обычно используются для лазерной маркировки, но поскольку стоимость наносекундных импульсных волоконных лазеров является низкой, компактной, надежной и не требует частого технического обслуживания, она также очень подходит для испарительной резки. Принимая такие конструкции, как MOPA (Master Amplifier Power Amplifier), которые напрямую модулируют затравочный лазер, мы можем получать короткие импульсы и относительно высокую пиковую мощность. Эти технологии превратили лазер в эффективный инструмент для обработки металлов.
В качестве альтернативы режущему инструменту с непрерывными волнами в процессе многопроходной испарительной резки можно использовать импульсный волоконный лазер. Устройство контроля управляет лазером для прохождения вперед и назад через линию резки, удаляя лишь небольшое количество металла за раз, без необходимости использования сопел и посторонней помощи. газ. Эта технология обеспечивает гибкое, точное и разумное решение. И это устройство в основном простая система лазерной маркировки.
Эта технология резки может быть применена к широкому спектру материалов, от цветных металлов и цветных металлов до керамики, полимерных материалов и даже углеродсодержащих композитов. Скорость резки может быть легко изменена. Для тонких металлических пластин это может быть меньше 10 мм / мин. Для толстых материалов скорость резания может превышать 1 мм / мин. При использовании для резки толстого металла для эффективного расширения ширины реза необходимо использовать специальные методы, такие как компенсация линии реза или поворот балки. Эти скорости могут быть медленными по сравнению с традиционной лазерной резкой, но для многих применений низкая стоимость и гибкость наносекундных импульсных волоконных лазеров очень привлекательны.
Экспериментальные результаты показывают, что все модели SPI-лазеров SM / HS / HM могут достигать эффективной резки, но характеристики резки каждой машины будут немного отличаться, что связано с выбором материалов и требуемой производительностью. На примере узкой ширины щели наиболее подходит SM-лазер с высококачественным лучом и небольшим пятном. Для более толстых материалов лучше использовать тип HM с более высокой пиковой мощностью и пятном большего размера.
Алюминиевый материал
Чистый алюминий и алюминиевые сплавы широко используются, и некоторые маленькие и сложные детали могут быть вырезаны из более толстых материалов. (Рисунок 1) Готовая поверхность не имеет такого большого эффекта, как рисунок, и полированная часть также может быть очень хорошо вырезана. Детали толщиной до 2 мм можно вырезать и придать им такую форму, но скорость будет ниже.
Изображение 1 Образцы резки включают: 1. 2 мм алюминиевый лист, 0. 2 мм оловянный стальной лист 0. 5 мм и 2 мм полированный алюминий.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь - очень широко используемый материал. Особенно в медицинской промышленности требования к точности резки очень высоки. Для материалов класса 5 толщиной 0. 304 можно использовать простую систему сканирования для достижения скорости резки более 20 мм / мин при достижении хорошего качества резки. Однако при использовании 40 лазера HM, оснащенного фиксированной режущей головкой и коаксиальным вспомогательным газом, скорость резания составляет 20 0нержавеющая сталь мкм может достигать более 1. 5 м / мин! (Изображение 2)
Image 2 Обработка листа нержавеющей стали толщиной 200 мм со скоростью 40 W HM
1. 5 м / мин
Титановый материал
Тонкие титановые пластины легко режутся. Для инженерных применений необходимо следить за тем, чтобы окисление кромок не влияло на качество режущих кромок. Однако для применений с менее требовательными техническими функциями, таких как декоративные украшения, этот процесс идеален и может сочетаться с цветной маркировкой.
Image 3 Титановые ювелирные изделия ручной работы толщиной 300 мкм, с использованием 20 W HS лазерной резки со скоростью 1-2 мм / с
Сильно отражающий материал
Медь, латунь, серебро и золото обладают чрезвычайно высокой отражательной способностью и электрической проводимостью, поэтому эти материалы часто считаются очень трудными для резки. Для начала процесса резки требуется высокая удельная мощность, но резать легко с помощью наносекундных волоконных лазеров.
Латунь, как правило, считается трудным материалом для лазерной резки, и его часто используют в качестве экспериментального материала перед резкой золота для проверки и изучения параметров резки. Пока пиковая мощность достаточна, материалы, которые достаточно толстые или даже до 1 мм, могут быть разрезаны с помощью 20 Вт HS-лазера, и качество очень хорошее. Если используется лазер H 40 W, максимальная толщина, которую можно обработать, может достигать 2 мм. (Изображение 4)
Изображение 4 имеет латунное зубчатое колесо толщиной 0. 8, обработанное лазером 20 Вт, занимает 7 минут
Многие инженерные приложения требуют резки меди, особенно в области электротехники и электроники, особенно из листового металла. Хотя материал обладает высокой отражательной способностью и высокой проводимостью, высокая пиковая мощность, связанная с металлом, делает точность резки очень высокой и не имеет заусенцев (рис. 5). Появляющееся применение - медная резка следов осадков на печатных платах, поскольку существуют определенные требования для резки проводящих дорожек на платах.
Image 5 Резка медного листа с помощью волоконного лазера 20 W
Например, драгоценные металлы, такие как серебро и золото, мы можем использовать импульсный лазер для резки, потому что эта технология может завершать очень сложные формы, а расход материала очень низок, что, несомненно, очень привлекательно для ювелиров. Картинка ниже - очень красивая, очень великолепная серебряная пластина диаметром 20 мм. Он был вырезан с помощью 20 W-лазера. (Изображение 6)
Conclution
Наносекундные импульсные волоконные лазеры очень подходят для испарительной резки. Приведенные выше примеры показывают, что многие металлы можно резать лазерами, что также показывает, что такие лазеры являются универсальными.