Η τεχνολογία κοπής με λέιζερ αναφέρεται στη χρήση δέσμης λέιζερ για την κοπή υλικών. Αυτή η τεχνολογία έχει οδηγήσει στην εφεύρεση πολυάριθμων βιομηχανικών διεργασιών που έχουν επαναπροσδιορίσει την ταχύτητα της γραμμής παραγωγής και την ισχύ των εφαρμογών βιομηχανικής κατασκευής.
Κοπή με λέιζερείναι μια σχετικά νέα τεχνολογία. Η ισχύς ενός λέιζερ ή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας χρησιμοποιείται για την κοπή υλικών ποικίλης αντοχής. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ειδικά για την επιτάχυνση των διαδικασιών της γραμμής παραγωγής. Η χρήση ακτίνων λέιζερ για βιομηχανικές εφαρμογές κατασκευής χρησιμοποιείται ιδιαίτερα στη χύτευση δομικών υλικών ή/και υλικών σωληνώσεων. Σε σύγκριση με τη μηχανική κοπή, η κοπή με λέιζερ δεν μολύνει το υλικό, λόγω έλλειψης φυσικής επαφής. Επίσης, η λεπτή δέσμη φωτός ενισχύει την ακρίβεια, ένας παράγοντας που είναι πολύ σημαντικός στις βιομηχανικές εφαρμογές. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει φθορά στη συσκευή, η ηλεκτρονική δέσμη μειώνει τις πιθανότητες παραμόρφωσης ή έκθεσης του ακριβού υλικού σε εκτεταμένη θερμότητα.
Μηχανή κοπής με λέιζερ ινών για λαμαρίνα – ανοξείδωτο χάλυβα και ανθρακούχο χάλυβα
Η Διαδικασία
Περιλαμβάνει την εκπομπή μιας δέσμης λέιζερ, κατά την διέγερση κάποιου υλικού λέιζερ. Η διέγερση λαμβάνει χώρα όταν αυτό το υλικό, είτε αέριο είτε ραδιοσυχνότητα, εκτίθεται σε ηλεκτρικές εκκενώσεις μέσα σε ένα περίβλημα. Μόλις διεγείρεται το υλικό λέιζερ, μια δέσμη ανακλάται και ανακλάται από έναν μερικό καθρέφτη. Της επιτρέπεται να συλλέξει ισχύ και επαρκή ενέργεια, πριν διαφύγει ως πίδακας μονοχρωματικού συνεκτικού φωτός. Αυτό το φως διέρχεται περαιτέρω από έναν φακό και εστιάζεται μέσα σε μια έντονη δέσμη που δεν έχει ποτέ διάμετρο μεγαλύτερη από 0,0125 ίντσες. Ανάλογα με το υλικό που πρόκειται να κοπεί, το πλάτος της δέσμης ρυθμίζεται. Μπορεί να γίνει τόσο μικρό όσο 0,004 ίντσες. Το σημείο επαφής στο επιφανειακό υλικό συνήθως σημειώνεται με τη βοήθεια ενός «τρυπητηρίου». Η δέσμη λέιζερ με παλμική ισχύ κατευθύνεται σε αυτό το σημείο και στη συνέχεια, κατά μήκος του υλικού ανάλογα με τις απαιτήσεις. Οι διαφορετικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία περιλαμβάνουν:
• Ατμοποίηση
• Λιώστε και φυσήξτε
• Λιώστε, φυσήξτε και καείτε
• Ρωγμές λόγω θερμικής καταπόνησης
• Γραφή
• Ψυχρή κοπή
• Καύση
Πώς λειτουργεί η κοπή με λέιζερ;
Κοπή με λέιζερείναι μια βιομηχανική εφαρμογή που επιτυγχάνεται με τη χρήση μιας συσκευής λέιζερ για την εκπομπή της παραγόμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μέσω διεγερμένης εκπομπής. Το προκύπτον «φως» εκπέμπεται μέσω μιας δέσμης χαμηλής απόκλισης. Αναφέρεται στη χρήση κατευθυνόμενης εξόδου λέιζερ υψηλής ισχύος για την κοπή ενός υλικού. Το αποτέλεσμα είναι η ταχύτερη τήξη και τήξη του υλικού. Στον βιομηχανικό τομέα, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται εκτενώς για την καύση και την εξάτμιση υλικών, όπως φύλλα και ράβδοι βαρέων μετάλλων και βιομηχανικά εξαρτήματα ποικίλου μεγέθους και αντοχής. Το πλεονέκτημα της χρήσης αυτής της τεχνολογίας είναι ότι τα υπολείμματα απομακρύνονται με πίδακα αερίου μετά την επιθυμητή τροποποίηση, δίνοντας στο υλικό ένα ποιοτικό φινίρισμα επιφάνειας.
Εξοπλισμός κοπής με λέιζερ CO2
Υπάρχουν διάφορες εφαρμογές λέιζερ που έχουν σχεδιαστεί για συγκεκριμένη βιομηχανική χρήση.
Τα λέιζερ CO2 λειτουργούν με μηχανισμό που υπαγορεύεται από μείγμα αερίου DC ή ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων. Ο σχεδιασμός DC χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια μέσα σε μια κοιλότητα, ενώ οι συντονιστές RF έχουν εξωτερικά ηλεκτρόδια. Υπάρχουν διαφορετικές διαμορφώσεις που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανικές μηχανές κοπής λέιζερ. Επιλέγονται ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο η δέσμη λέιζερ πρόκειται να επεξεργαστεί το υλικό. Τα «Λέιζερ Κινούμενων Υλικών» αποτελούνται από μια σταθερή κεφαλή κοπής, με χειροκίνητη παρέμβαση που απαιτείται κυρίως για την κίνηση του υλικού από κάτω. Στην περίπτωση των «Υβριδικών Λέιζερ», υπάρχει ένα τραπέζι που κινείται κατά μήκος του άξονα XY, ορίζοντας μια διαδρομή παράδοσης της δέσμης. Τα «Λέιζερ Ιπτάμενης Οπτικής» είναι εξοπλισμένα με σταθερά τραπέζια και μια δέσμη λέιζερ που λειτουργεί κατά μήκος οριζόντιων διαστάσεων. Η τεχνολογία έχει πλέον καταστήσει δυνατή την κοπή οποιουδήποτε επιφανειακού υλικού με την ελάχιστη επένδυση σε ανθρώπινο δυναμικό και χρόνο.