Laserstraalbewerking:definitie, constructie, werkingsprincipe, voordelen, toepassing

In dit artikel zullen we bestuderen Wat is Laser Beam Machining ? en de subonderwerpen zoals definitie, onderdelen of constructie, werkingsprincipe, voordelen, nadelen en toepassing in detail.

LASER:Het staat voor Light Amplification Stimulated Emission of Radiation .

De verschillende soorten laser zijn Vaste stof, gas en halfgeleider . Bij krachtige lasers die nodig zijn voor machinale bewerking en lassen, worden vastestoflasers gebruikt.

We zullen diepgaand studeren. Laten we eerst beginnen met de definitie,

Definitie laserstraalbewerking:

Laserstraalbewerking is een niet-conventioneel bewerkingsproces waarbij het werkstuk wordt geperforeerd door het laserbewerkingsproces. Om het materiaal van het werkstuk te verwijderen, gebruikte het proces thermische energie.

Nu gaan we naar de bouw of hoofdonderdelen, dus

Laserstraal bewerkingsonderdelen of constructie:

Laserbewerking bestaat uit de volgende hoofdonderdelen:

• Voeding
• Condensator
• Zaklampen
• Reflecterende spiegel
• Laserlichtstraal
• Ruby Crystal
• Lens
• Werkstuk

Voeding:

De elektrische stroom of het vermogen wordt aan het systeem geleverd. Een hoogspanningssysteem wordt gebruikt bij het bewerken van laserstralen. Het zal het systeem aanvankelijk van stroom voorzien nadat die reactie is gestart in een laser die het materiaal zal bewerken. Er is een hoogspanningsvoeding zodat pulsen gemakkelijk kunnen worden geïnitieerd

Condensator:

Tijdens het grootste deel van de cyclus laadt een condensatorbank op en geeft de energie vrij tijdens het knipperproces. De condensator wordt gebruikt voor de pulserende modus voor laden en ontladen.

Zaklampen:

Het is de elektrische booglamp die wordt gebruikt om een ​​extreem intense productie van wit licht te produceren, wat een coherente straal met hoge intensiteit is. Het is gevuld met gassen die ioniseren om grote energie te vormen die het materiaal van het werkstuk zal smelten en verdampen.

Reflecterende spiegel:

Reflecterende spiegel zijn twee hoofdtypen van interne en externe. Interne spiegels, ook wel een resonator genoemd, worden gebruikt om de laserstraal te behouden en te versterken. Het wordt gebruikt om de laserstraal op het werkstuk te richten.

Laserlichtstraal:

Het is de stralingsbundel die door de laser wordt geproduceerd via het proces van optische versterking op basis van de coherentie van licht die wordt gecreëerd door het bombarderen van actief materiaal.

Ruby Crystal:

Ruby-laser produceert een reeks coherente pulsen die dieprood van kleur zijn. Het wordt bereikt door het concept van populatie-inversie. Het is een vaste-stoflaser met drie niveaus.

Lens:

Lenzen worden gebruikt om de laserstraal op het werkstuk te focussen. Eerst zal laserlicht de expanderende lens binnendringen en vervolgens in de collimerende lens, waardoor de lichtstralen evenwijdig lopen en de expanderende lens de laserstralen tot de gewenste grootte uitbreidt.

Werkstuk:

Het werkstuk kan van metaal of niet van metaal zijn. In dit bewerkingsproces kan elk materiaal worden bewerkt.

Laserstraalbewerkingsprincipe:

Laserbewerking is gebaseerd op de LASER en de omzetting of het proces van elektrische energie in lichtenergie en in thermische energie.

Negatief geladen elektronen in het atoommodel roteren rond de positief geladen kern in orbitale paden. Het hangt af van het aantal elektronen, de elektronenstructuur, naburige atomen en het elektromagnetische veld.

Elke orbitaal van elektronen wordt geassocieerd met verschillende energieniveaus. Een atoom wordt geacht zich op grondniveau bij absolute nultemperatuur te bevinden, alle elektronen bezetten hun laagste potentiële energie.

De elektronen in de grondtoestand gaan naar een hogere energietoestand door energie te absorberen, zoals een toename van elektronische trillingen bij verhoogde temperaturen.

Aan de uiteinden wordt hoogspanning aangelegd die tot ontlading leidt en er zal gasplasma worden gevormd. Bevolkingsinversie en laseractie zullen plaatsvinden als gevolg van energietransformatie.

De laser heeft één 100% reflector en de andere is een gedeeltelijke reflector. 100% richt de reflector de fotonen in de gasbuis en de gedeeltelijke reflector laat slechts een deel van de laserstraal door dat zal worden gebruikt voor de verwerking van materialen.

De geproduceerde laserstraal wordt gericht op het te bewerken werkstuk. Wanneer de laser het werkstuk raakt, valt de thermische energie op het werkstuk.

Dit zal opwarmen, vervolgens smelten, verdampen en ten slotte wordt het materiaal van het werkstuk verwijderd. Laserbewerking is dus een proces van thermische materiaalverwijdering waarbij een coherente lichtstraal wordt gebruikt om het werkstuk zeer nauwkeurig te bewerken.

Bij het laserbewerkingsproces hangt MRR (Material Removal Rate) af van de gebruikte golflengte, omdat deze de hoeveelheid energie bepaalt die erop wordt ingebracht.

Laserstraalbewerkingsvideo's:

Laserstraalbewerkingstoepassing:

Gebruik of toepassingen van laserstraalbewerking zijn:

• Laserbewerking wordt gebruikt voor het maken van zeer kleine gaatjes, het lassen van niet-geleidend en vuurvast materiaal.
• Het is het meest geschikt voor bros materiaal met een lage geleidbaarheid en keramiek, stof en hout.
• Laserbewerking wordt ook gebruikt bij chirurgische ingrepen, micro-booroperaties.
• Spectroscopische wetenschap en fotografie in de medische wetenschap.
• Het wordt ook gebruikt bij massaproductie van macrobewerkingen.
• Het snijden van complexe profielen voor zowel dunne als harde materialen.
• Het wordt gebruikt om kleine gaatjes te maken. Voorbeeld:Tepels van de babyfeeder.

Voordelen laserstraalbewerking:

De volgende voordelen van laserstraalbewerking zijn:

• Bij laserstraalbewerking kan elk materiaal, ook niet-metaal, worden bewerkt.
• Zeer kleine gaatjes met een goede nauwkeurigheid kunnen worden bewerkt.
• De slijtage van het gereedschap is erg laag.
• Er is geen mechanische kracht op het werk.
• Zachte materialen zoals plastic, rubber kunnen gemakkelijk worden bewerkt.
• Het is een zeer flexibele en gemakkelijk te automatiseren machine.
• De door warmte beïnvloede zone is erg klein.
• Laserbewerking geeft een zeer goede oppervlakteafwerking.
• Hittebehandelde en magnetische materialen kunnen worden gelast, zonder hun eigenschappen te verliezen.
• De precieze locatie kan op het werkstuk worden gegarandeerd.

Nadelen van laserstraalbewerking:

Nadelen van laserstraalbewerking zijn:

• Laserbewerking kan niet worden gebruikt om een ​​blind gat te maken en ook niet om te diepe gaten te boren.
• De bewerkte gaten zijn niet rond en recht.
• De kapitaal- en onderhoudskosten zijn hoog.
• Er is een probleem met veiligheidsrisico's.
• De algehele efficiëntie van de laserstraalbewerking is laag.
• Het is beperkt tot dunne vellen.
• Het metaalverwijderingspercentage is ook laag.
• De levensduur van de flitslamp is kort.
• Er wordt tijdens het proces een beperkte hoeveelheid metaal verwijderd.