Laserleikkauksen prosessiparametrit

Laserleikkausprosessiin vaikuttavat useat parametrit, joista osa riippuu laserlähteen teknisestä suorituskyvystä, kun taas toiset ovat vaihtelevia. Tänään keskitytään laserleikkauksen säteeseen ja polttopisteeseen vaikuttaviin prosessiparametreihin:

 

Laserleikkausperiaate

 

Laserleikkaus tarkoittaa suuritehoisen{0}}laserin fokusoimista työkappaleen pintaan sen sulattamiseksi tai höyrystämiseksi. Leikkauskaasun avulla sula kuona puhalletaan pois, kun leikkauspää kulkee työkappaleen pinnan poikki muodostaen uurteen, joka erottaa materiaalin.

 

Laserlähtöteho ja -tila

 

1. Laserin lähtöteho

Laserlähtöteho vaikuttaa suoraan laserleikkauskoneen suorituskykyyn. Yleensä kun levyn paksuus kasvaa, tarvitaan suurempaa lasertehoa. Kun leikataan samaa materiaalia samalla paksuudella, suurempi laserlähtöteho mahdollistaa nopeammat leikkausnopeudet ja tasaisemmat leikkausreunat. Kuitenkin, kun lähtöteho on määritetty, leikkausnopeus on optimoitava tietyn materiaalin ja paksuuden mukaan parhaiden tulosten saavuttamiseksi. Sekä liian nopeat että liian hitaat nopeudet voivat vaikuttaa haitallisesti laserleikkaustuloksiin.

 

2. Laserlähtötila

 

Lasersäteen laatujakauma on luokiteltu yksi--- ja moni-moodiin. Yksi-tila esiintyy, kun säteen energiatiheys keskittyy yhteen polttopisteeseen, kun taas moni-tila on olemassa, kun kahdessa tai useammassa pisteessä on suurin energiatiheys. Leikkaussovelluksissa fokusoitu piste vaikuttaa merkittävästi leikkauslaatuun. Yksi-moodilasereissa on hienompi kuituydin, erinomainen säteen laatu verrattuna monimuotolaseereihin ja Gaussin energian jakautuminen huipputiheyden keskellä. Kolmiulotteinen{10}}esitys muistuttaa terävää, pyöristettyä huippua.

 

Monimuotolasereissa on paksumpi kuituydin, mikä heikentää säteen laatua yksimuotolasereihin verrattuna. Niiden energian jakautuminen on tasaisempaa koko pisteessä, ja kolmiulotteinen kuva muistuttaa käänteistä kuppia. Reunojen jyrkkyys osoittaa, että monimuotojakauma on huomattavasti jyrkempi kuin yksimuotojakauma.

 

Yksi-moodilaserit ovat erinomaisia ​​ohutlevyjen käsittelyssä, kun taas moni-tilalaserit toimivat paremmin paksummissa materiaaleissa. Näiden kahden vertaaminen ei ole mielekästä, koska ne edustavat erilaisia ​​kuitulaserkokoonpanoja-kuten ajoneuvot: sedanit sopivat moottoriteille, kun taas katumaasturit kulkevat maastossa-. Silti sedanit voivat ylittää vuoret, ja maastoautot voivat navigoidatiet.Siten yhden-tilan tai moni-tilan valinta riippuu täysin loppukäyttäjän-käsittelyvaatimuksista.

 

Tarkennuksen koko, tarkennuksen syvyys ja tarkennusasento

 

1. Tarkennuksen koko ja tarkennuksen syvyys

 

Laserleikkauksessa tarkennusasento vaikuttaa merkittävästi leikkaustulokseen. Eri materiaalit tai paksuudet vaativat vastaavan tarkennusasennon laserleikkauksen aikana.

 

Laserleikkauksessa polttopisteen koko ja tarkennussyvyys ovat ratkaisevia tekijöitä, jotka vaikuttavat leikkauksen laatuun ja tehokkuuteen. Lyhyt-tarkennusobjektiivi tuottaa suhteellisen pienen pistehalkaisijan ja lyhyen tarkennussyvyyden, mikä johtaa suureen tehotiheyteen polttopisteessä. Tämä helpottaa ohuiden materiaalien nopeaa-leikkausta erittäin tarkasti. Päinvastoin pitkä{5}}tarkennusobjektiivi tuottaa suuremman polttopisteen halkaisijan mutta pidemmän tarkennussyvyyden. Edellyttäen, että riittävä tehotiheys säilyy, tämä kokoonpano sopii paremmin paksumpien työkappaleiden leikkaamiseen.

 

2. Tyypillinen suhde tarkennusasennon ja leikkauspinnan välillä

 

Ohutlevyjä leikattaessa tarkennus sijoittuu yleensä työkappaleen pintaan. Paksuilla levyillä tarkennus tyypillisesti tunkeutuu noin 1/3 - 1/4 levyn paksuudesta, ja se on negatiivisen defocus-alueen sisällä. Hiiliterästä leikattaessa kohdistus on levypinnan yläpuolella. Kun levyn paksuus kasvaa, tarkennus siirtyy kauemmas pinnasta ja pysyy positiivisella defocus-alueella.