Wat is laserstraalbewerking? - Typen en werking

Wat is laserstraalbewerking?

Laserstraalbewerking (LBM) is een vorm van bewerking waarbij warmte wordt gebruikt die door een laserstraal wordt gestuurd. Dit proces gebruikt thermische energie om materiaal van metalen of niet-metalen oppervlakken te verwijderen. De hoge frequentie van monochromatisch licht valt op het oppervlak en vervolgens vindt verwarming, smelten en verdampen van het materiaal plaats als gevolg van het invallen van fotonen.

Laserstraalbewerking is het meest geschikt voor brosse materialen met een lage geleidbaarheid, maar kan op de meeste materialen worden gebruikt.

Laserstraalbewerking kan op glas worden gedaan zonder het oppervlak te smelten. Bij lichtgevoelig glas verandert de laser de chemische structuur van het glas waardoor het selectief kan worden geëtst. Het glas wordt ook wel fotobewerkbaar glas genoemd.

Het voordeel van fotobewerkbaar glas is dat het precies verticale wanden kan produceren en het oorspronkelijke glas is geschikt voor vele biologische toepassingen zoals substraten voor genetische analyse.

Definitie van laserstraalbewerking

Een laserstraalbewerking is een niet-conventionele bewerkingsmethode waarbij de bewerking wordt uitgevoerd door laserlicht. Het laserlicht heeft maximale temperatuurinslagen op het werkstuk; door de hoge temperatuur smelt het werkstuk. Het proces gebruikte thermische energie om materiaal van een metalen oppervlak te verwijderen.

Soorten lasers

Er zijn veel verschillende soorten lasers, waaronder gas, vastestoflasers en excimer.

Enkele van de meest gebruikte gassen bestaan ​​uit; He-Ne, Ar en koolstofdioxidelaser.

Solid-state lasers zijn ontworpen door een zeldzaam element in verschillende gastheermaterialen te doteren. In tegenstelling tot gaslasers worden vastestoflasers optisch gepompt door flitslampen of booglampen. Ruby is een van de veelgebruikte gastheermaterialen in dit type laser.

Een robijnlaser is een type vastestoflaser waarvan het lasermedium een ​​synthetisch robijnkristal is. De synthetische robijnrode staaf wordt optisch gepompt met behulp van een xenon-flitsbuis voordat deze wordt gebruikt als een actief lasermedium.

YAG is een afkorting voor yttrium-aluminium-granaat, kristallen die worden gebruikt voor solid-state lasers, terwijl Nd:YAG verwijst naar neodymium-gedoteerde yttrium-aluminium-granaatkristallen die worden gebruikt in de solid-state lasers als laserbemiddelaar.

YAG-lasers zenden een golflengte van lichtgolven uit met hoge energie. Nd:glas is neodymium-gedoteerde versterkingsmedia gemaakt van silicaat- of fosfaatmaterialen die worden gebruikt in een fiberlaser.

Onderdelen van laserstraalbewerking

1. Voeding

Voor Laser is een hoge spanning vereist. Het vermogen wordt aan het systeem geleverd om het elektron te verlaten. Wanneer de stroom wordt geleverd, komt het elektron in een aangeslagen toestand, wat betekent dat het klaar is om te werken.

2. Flitslampen

Flitslampen worden gebruikt voor het leveren van wit en coherent licht voor een zeer korte duur.

3. Condensator

Over het algemeen kennen we het werk van een condensator, het wordt gebruikt voor het opslaan en vrijgeven van de lading. Hier wordt het gebruikt tijdens het knipperen.

4. Reflecterende spiegel

Een reflecterende spiegel wordt hier gebruikt om het licht direct op het werkstuk te reflecteren. Er zijn twee soorten interne en externe.

5. Lens

Lenzen worden hier verstrekt voor zichtdoeleinden. Het toont de afbeelding in een groter formaat, zodat het gemakkelijk is om een ​​bewerking op het gegeven werkstukmarkering uit te voeren.

6. Werkstuk

Het werkstuk is als het object waarin de bewerking moet worden uitgevoerd. Als het lichaam bijvoorbeeld een laserbewerking nodig heeft, zijn wij het werkstuk voor deze machine, net zoals het vervaardigen van de objecten die moeten worden geboord of geboord, de lasermachine heeft de bewerking uitgevoerd.

Werkingsprincipe van laserstraalbewerking

In dit proces wordt de laserstraal monochromatisch licht genoemd, dat is gemaakt om te focussen op het werkstuk dat moet worden bewerkt door een lens om een ​​extreem hoge energiedichtheid te geven om elk materiaal te smelten en te verdampen.

Het laserkristal (Ruby) heeft de vorm van een cilinder zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding of diagram met platte reflecterende uiteinden die in een flitslampspoel van ongeveer 1000W zijn geplaatst.

De flits wordt gesimuleerd met het hoge intensiteit witte licht van Xenon. Het kristal wordt opgewonden en zendt de laserstraal uit die met behulp van de lens op het werkstuk wordt gericht.

De geproduceerde bundel is extreem smal en kan worden gefocusseerd op een nauwkeurig gebied met een vermogensdichtheid van 1000 kW/cm2. Die produceert veel hitte en het deel van het metaal wordt gesmolten en verdampt.

Toepassingen van laserstraalbewerking

Lasers kunnen onder andere worden gebruikt voor lassen, cladden, markeren, oppervlaktebehandeling, boren en snijden. Het wordt gebruikt in de auto-, scheepsbouw-, ruimtevaart-, staal-, elektronica- en medische industrie voor de precisiebewerking van complexe onderdelen.

Laserlassen heeft het voordeel dat het kan lassen met snelheden tot 100 mm/s, evenals de mogelijkheid om verschillende metalen te lassen. Lasercladden wordt gebruikt om goedkope of zwakke onderdelen te coaten met harder materiaal om zo de oppervlaktekwaliteit te verbeteren. Boren en snijden met lasers heeft het voordeel dat er weinig tot geen slijtage aan het snijgereedschap is omdat er geen contact is om schade te veroorzaken.

Frezen met een laser is een driedimensionaal proces dat twee lasers vereist, maar de kosten van het bewerken van onderdelen drastisch verlaagt. Lasers kunnen worden gebruikt om de oppervlakte-eigenschappen van een werkstuk te veranderen.

De toepassing van laserstraalbewerking varieert afhankelijk van de industrie. Bij lichte fabricage wordt de machine gebruikt om andere metalen te graveren en te boren. In de elektronische industrie wordt laserstraalbewerking gebruikt voor draadstrip- en skiving-circuits. In de medische industrie wordt het gebruikt voor cosmetische chirurgie en ontharing.

Voordelen van laserstraalbewerking

• Omdat de stralen van een laserstraal monochromatisch en parallel zijn (d.w.z. nul etendue), kan deze worden gefocusseerd tot een kleine diameter en tot wel 100 MW vermogen produceren voor een vierkante millimeter oppervlakte.
• Met laserstraalbewerking kunnen bijna alle materialen worden gegraveerd of gesneden, waar traditionele snijmethoden mogelijk tekortschieten.
• Er zijn verschillende soorten lasers, en elk heeft verschillende toepassingen.
• De onderhoudskosten van lasers zijn redelijk laag vanwege de lage mate van slijtage, aangezien er geen fysiek contact is tussen het gereedschap en het werkstuk.
• De bewerking door laserstralen is uiterst nauwkeurig en de meeste van deze processen vereisen geen extra afwerking.
• Laserstralen kunnen worden gecombineerd met gassen om het snijproces efficiënter te maken, oxidatie van oppervlakken te minimaliseren en/of het werkstukoppervlak vrij te houden van gesmolten of verdampt materiaal.

Nadelen van laserstraalbewerking

• De initiële kosten voor het verkrijgen van een laserstraal zijn redelijk hoog. Er zijn veel accessoires die helpen bij het bewerkingsproces, en aangezien de meeste van deze accessoires net zo belangrijk zijn als de laserstraal zelf, worden de opstartkosten van de bewerking verder verhoogd.
• Het hanteren en onderhouden van de bewerking vereist hoog opgeleide personen. Het bedienen van de laserstraal is relatief technisch en er kan hulp van een deskundige nodig zijn.
• Laserstralen zijn niet ontworpen om massale metaalprocessen te produceren.
• Laserstraalbewerking kost veel energie.
• Diepe sneden zijn moeilijk bij werkstukken met een hoog smeltpunt en veroorzaken meestal een tapsheid.

Veelgestelde vragen.

Wat is laserstraalbewerking?

Laserstraalbewerking (LBM) is een vorm van bewerking waarbij warmte wordt gebruikt die door een laserstraal wordt gestuurd. Dit proces gebruikt thermische energie om materiaal van metalen of niet-metalen oppervlakken te verwijderen.

Wat is het voordeel van laserstraalbewerking?

De belangrijkste voordelen van laserstraalbewerking zijn gemak van automatisering voor complexe snijpatronen, afwezigheid van gereedschapsslijtage en breuk, vermogen om onder ondiepe hoeken te snijden en hoge snijsnelheden. Omdat het een contactloos proces is, vindt energieoverdracht tussen de laser en het materiaal plaats door bestraling.

Welke laser wordt gebruikt bij het bewerken van laserstralen?

Typen lasers die worden gebruikt voor het bewerken van laserstralen:Gaslasers zoals CO2- en excimerlasers, samen met vastestoflasers zoals Nd:YAG- en YAG-lasers en femtosecondelasers, behoren tot de meest populaire lasers.

Wat is het principe van laserstraalbewerking?

Richt zich op het werkstuk om deze geproduceerde laserstraal te mechaniseren. Wanneer de laserstraal de oppervlakken van de W/P raakt, wordt de thermische energie van de laserstraal overgebracht naar de oppervlakken van de W/P. Het verwarmt, smelt, verdampt en maakt uiteindelijk van het materiaal een werkstuk.

Wat zijn de kenmerken van een laserstraal?

In Hoofdstuk 1 werd gesteld dat de meest karakteristieke eigenschappen van laserstralen zijn (i) monochromaticiteit, (ii) coherentie (ruimtelijk en temporeel), (iii) directionaliteit, (iv) helderheid.

Welk lasermateriaal wordt gebruikt in het LBM-proces?

Er zijn een aantal lasertypes ontwikkeld in de solid-state categorie waarin Nd:YAG voornamelijk wordt gebruikt voor LBM-toepassingen. Solid-state lasers zoals Nd:YAG, ruby ​​en Nd-glass worden veel gebruikt voor het bewerken van metalen materialen. Nd:YAG-lasers kunnen ook worden gebruikt voor keramische materialen.

Wat is laserfabricage?

Op laser gebaseerde fabricage wordt momenteel in veel verschillende industrieën toegepast om verschillende soorten materialen te verwerken, van keramiek tot polymeren en helemaal tot metalen. Vooruitgang in lasertechnologie heeft de laserbewerking van vrijwel elk materiaal mogelijk gemaakt met ongekende precisie en efficiëntie.

Vereist laserstraalbewerking vacuüm tijdens de gehele bewerking?

Uitleg:Laserstraalbewerking is veelzijdiger en kan zowel voor metaal als niet-metaal worden gebruikt. Het vereist geen vacuümomgeving. Uitleg:In het laserstraalbewerkingsproces hebben de warmtebeïnvloede zones een kleiner oppervlak in vergelijking met andere onconventionele bewerkingsprocessen.

Wat zijn de soorten lasers?

Op basis van hun versterkingsmedium worden lasers ingedeeld in vijf hoofdtypen:

• Gaslasers.
• Solid-state lasers.
• Vezellasers.
• Vloeibare lasers (kleurstoflasers)
• Halfgeleiderlasers (laserdiodes)

Wat zijn de belangrijkste eigenschappen en toepassing van laserstralen?

Een laser is een apparaat dat een sterk geconcentreerde smalle lichtstraal projecteert die wordt versterkt met behulp van gestimuleerde straling. Lasers hebben drie eigenschappen:coherentie, collimatie en monochromatische eigenschappen. Deze drie eigenschappen van lasers produceren een klein brandpunt van intense kracht.

Welke materialen kunnen worden bewerkt met een laserstraal?

Laserstraalbewerking is onafhankelijk van de elektrisch geleidende aard van het werkstuk. Het kan een breed scala aan materialen bewerken, van kunststoffen tot diamanten. Laserstraalbewerking biedt een breed scala aan materiaalverwerkingstechnieken, variërend van boren, snijden, groefsteken, intekenen, markeren, reinigen en draaien, enz.

Waarom laserstraalbewerking niet kan worden gebruikt voor grotere gaten?

Laserstraling die een bepaalde vermogensdichtheid overschrijdt, veroorzaakt smelten en verdampen van materiaal en uitwerpen van vaste deeltjes. Bij toenemende diameter en diepte van het gat smelten de uitgeworpen vaste deeltjes en zetten ze af op de wanden en de bodem van de gaten, dus niet geschikt voor diepgatboren.

Hoe zijn de bedrijfskosten van de machines die worden gebruikt bij het bewerken van laserstralen?

Bewerking is zeer snel en de insteltijden zijn economisch bij laserstraalbewerking.

Hoe zijn de bedrijfskosten van de machines die worden gebruikt bij laserbewerking?

De bedrijfskosten van de machines in LBM zijn laag, maar de apparatuurkosten zelf zijn erg duur.

Wat doet lasertechnologie?

Laserapparaten gebruiken licht om afbeeldingen en tekst op te slaan, over te brengen of af te drukken; ze worden ook gebruikt in een groot aantal andere toepassingen, waaronder chirurgie en wapens. De coherente straling van de laser geeft hem een ​​bijzondere sterkte.

Wat is populatie-inversie bij laserbewerking?

• Voor laseractie is de populatie van atomen in de. hogere energietoestand moet worden verhoogd. Het proces van het vergroten van de populatie met een hoger energieniveau, d.w.z. het maken van N2> N1 wordt populatie-inversie genoemd.
• De methode om populatie-inversie te bereiken is. heet pompen.

Wat zijn de toepassingen van laserbewerking?

Toepassingen. Lasers kunnen onder andere worden gebruikt voor lassen, cladden, markeren, oppervlaktebehandeling, boren en snijden. Het wordt gebruikt in de auto-, scheepsbouw-, ruimtevaart-, staal-, elektronica- en medische industrie voor de precisiebewerking van complexe onderdelen.

Wordt een elektronenstraal gebruikt bij het bewerken van laserstralen?

Een bundel met hoge intensiteit van gefocusseerde elektronen wordt gebruikt om warmte te leveren voor materiaalverwijdering. Een laserstraal met hoge intensiteit (coherente fotonen) wordt gebruikt om warmte te leveren voor materiaalverwijdering.

Wie heeft de laserstraal uitgevonden?

Theodore Maiman van Hughes Research Laboratories, met de eerste werkende laser. Theodore Maiman ontwikkelde de eerste werkende laser bij Hughes Research Lab in 1960, en drie maanden later werd zijn artikel over de werking van de eerste laser gepubliceerd in Nature.

Wat is een laser van klasse 3?

Klasse 3 lasers zijn middelzware lasers of lasersystemen die controlemaatregelen vereisen om het zien van de directe straal te voorkomen. Beheersmaatregelen benadrukken het voorkomen van blootstelling van het oog aan de primaire of spiegelend gereflecteerde straal.

Is LBM een beperking?

LBM is alleen toepasbaar voor dunne secties en waar een kleine hoeveelheid materiaal wordt verwijderd. Controle van de grootte van het gat is moeilijk. Geboorde gaten kunnen licht taps toelopen en zijn daarom niet geschikt voor grote gaten.

Wanneer werd de laserstraal uitgevonden?

December 1958:Uitvinding van de laser. Zo nu en dan komt er een wetenschappelijke doorbraak die een revolutionaire impact heeft op het dagelijks leven. Een voorbeeld hiervan is de uitvinding van de laser, wat staat voor lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling.

Kunnen lasers metaal snijden?

Lasers kunnen door veel materialen snijden en worden doorgaans gebruikt op een select aantal soorten metaal, met name koolstofstaal, zacht staal, roestvrij staal, staallegeringen en aluminium.