Laserstraalbewerking: Principes, toepassingen en industriële impact

Laserstraalbewerking is een niet-conventioneel bewerkingsproces waarbij het metaal van het werkstuk wordt verwijderd door thermische energie. Dit proces wordt wijd gebruikt in de industrie, met name voor bros materiaal met lage geleiding. Laten we meer leren over laserstraalbewerking in dit artikel met het werkprincipe en toepassingen.

Maar voordat we meer leren over laserstraalbewerking, moeten we leren over laser en typen laser.

Wat is laser?

De volledige vorm van laser is Light Amplification By Stimulated Emission Of Radiation. Een laser is een apparaat dat licht uitzendt door een proces van optische versterking gebaseerd op de gestimuleerde emissie van elektromagnetische straling. Het belangrijkste verschil tussen een normale lichtbron en een laser is coherentie, richting, monochromaticiteit, en hoge intensiteit.

Normaal licht heeft verschillende golflengtes en intensiteiten. Daarom zijn de fotonen die worden uitgezonden door een gewone lichtbron verspreid over een groot oppervlak, weshalb het incoherent is.

In tegenstelling tot normaal licht, hebben lichtgolven van laser dezelfde golflengte en intensiteit. Daarom wordt het door de laser uitgezonden licht monochromatisch licht genoemd.

Het licht dat van de laser wordt uitgezonden, kan zeer smal zijn en kan zich richten op een heel klein gebied met hoge intensiteit. Dat wil zeggen, meer energie is geconcentreerd op een klein gebied, wat ervoor zorgt dat het werkstuk opwarmt en het oppervlak smelt.

De laser wordt gebruikt in diverse bewerkingsoperaties, optische schijfstations, fotoprinters, streepjescodescanners, auto koplamps, enz.

Typen laser

Er zijn drie typen laser gebaseerd op het medium dat wordt gebruikt voor de productie van laser.

• Gas lasers
• Vaste-stof lasers
• Vloeistof lasers

Laserstraalbewerking gebruikt een vaste-stof laser genaamd Rubijn kristal voor de generatie van laserbundel.

Wat is laserstraalbewerking?

Laserstraalbewerking is een bewerkingsproces waarbij hoge intensieve laserlicht gefocust wordt op een klein gebied van een werkstuk, wat ervoor zorgt dat dat gebied smelt door extreme hitte en vervolgens verdampt om materiaal te verwijderen. Laserstraalbewerking gebruikt thermische energie om materiaal van het werkstuk te verwijderen.

Laserstraalbewerking kan gebruikt worden in metallische en niet-metallische werkstukken. Het wordt speciaal gebruikt voor zeer hoge bros materialen waar traditionele bewerking niet gebruikt kan worden. Ook wanneer je kleine vormen of sneden op een werkstuk moet creëren die traditionele bewerking niet kan doen, komt laserstraalbewerking tot de redding.

Laserstraalbewerking werkprincipe

De laserstraal uitzendt monochromatisch licht om te focussen op een heel klein gebied van het werkstuk. Vanwege het kleine oppervlak en de hoge intensiteit van de laser, werd extreme hitte gegenereerd. Die hitte zorgt ervoor dat het metaal smelt, en uiteindelijk wordt het gesmolten metaal verdampt. Dat is het basiswerkprincipe van een laserstraalbewerkingsproces. Nu laten we het werkprincipe in detail leren.

Zoals je in de afbeelding kunt zien, is er een cilindrische rubijn kristal laser medium met twee platte reflecterende media geplaatst in een spoel van flitslampen van ongeveer 1000W. De flitslamp uitzendt hoge intensieve wit licht dat de kristallen opwekt om een laserbundel te creëren die wordt gefocust op het gebied van het werkstuk met een lens.

De geproduceerde laserbundel heeft een vermogendichtheid van ongeveer 1000 kW/cm2. Vanwege deze extreme vermogendichtheid wordt hitte gegenereerd die het gebied van het werkstuk doet smelten.

Laserstraalmachine belangrijkste componenten

Hier zijn enkele belangrijke componenten van een typische laserstraalmachine.

• Stroomvoorziening
• Flitslamp
• Condensator
• Laser medium
• Reflecterende spiegel
• Lens

Stroomvoorziening

Zoals de naam suggereert, levert de stroomvoorzieningseenheid stroom aan de flitslamp, zodat het licht uitzendt om het elektronen van het lagere niveau naar een hoger niveau in het laser medium op te wekken.

Flitslamp

Flitslamp wordt gebruikt om hoge intensieve wit coherente licht te leveren aan de laser ontladingsbuis/laser materiaal dat uiteindelijk het elektronen opwekt.

Condensator

Een condensator wordt gebruikt in de laserstraalbewerking om de flitslamp in pulsmodus te laten werken, aangezien we weten dat de hoofdtak van een condensator is om lading op te slaan en vrij te geven wanneer vereist.

Laser medium / Laser ontladingsbuis

In laserstraalbewerking worden rubijn kristallen gebruikt. Wanneer de flitsbuis licht uitzendt, uitzendt het licht fotonen die energie bevatten, en de rubijn kristal absorbeert deze lichtfoton.

Reflecterende spiegel

Er zijn twee typen reflecterende spiegels gebruikt in laserstraalbewerking. Een is 100% reflecterend, en de ander is gedeeltelijk reflecterend. De laserstraal wordt uitgezonden door de gedeeltelijk reflecterende spiegel.

Lens

Een lens wordt gebruikt om de laserstraal te focussen op het gespecificeerde gebied van het werkstuk.

Voordelen van laserstraalbewerking

• Zeer nuttig voor het bewerken van bros materialen
• Kan gebruikt worden voor metalen en niet-metalen
• Geen contact tussen het gereedschap en het werkstuk
• Geen mechanisch werk betrokken
• Geen mechanische eigenschap wordt gewijzigd tijdens het proces
• Kan kenmerken creëren in gebieden waar andere bewerkingsgereedschappen niet kunnen bereiken
• In staat om zeer nauwkeurige kenmerken te produceren

Nadelen van laserstraalbewerking

• De initiële opzetkosten zijn hoog
• Een getrainde technicus is vereist
• Lage productiesnelheid
• Flitslamp levensduur is kort
• Zeer hoge energie is vereist
• Lage materiaalverwijderingssnelheid
• Zeer hoge onderhoudskosten

Toepassing van laserstraalbewerking

• Laserstraalbewerking wordt in bijna elke sector gebruikt voor het produceren van nauwkeurige en complexe onderdelen die kritiek zijn voor de functionaliteit van het product.
• Het wordt gebruikt in de medische wetenschap voor haarverwijdering en cosmetische chirurgie
• Zeer populair in een massale macro bewerkingsoperatie
• Gebruikt voor het bewerken van kleine gaten waar traditionele machine gereedschappen niet kunnen bereiken
• Gecompliceerd lassen van niet-geleidende en refractaire materialen.

Conclusie

Dat is alles wat we in dit artikel hebben. Ik hoop dat je een redelijk idee hebt gekregen over laserstraalbewerking. Ik begrijp dat dit artikel alleen de basis van laserstraalbewerking biedt. Maar nog steeds, als je vragen of vragen hebt, schrijf dan in de reactiesectie, en ik zal graag reageren.

Je wilt misschien ook lezen: Wat is abrasieve straal bewerking

Veelgestelde vraag (FAQ)

Wat is laserstraalbewerking?

Laserstraalbewerking is een niet-conventioneel bewerkingsproces waarbij een laserstraal gefocust wordt op een bepaald gebied van een werkstuk om te smelten en te verdampen om het materiaal te verwijderen

Wat staat LASER voor?

Light Amplification By Simulating Emission Of Radiation