Introduktion
Nanosekundpulserade fiberlasrar används vanligtvis för lasermarkering, men eftersom kostnaden för nanosekundpulserade fiberlasrar är låga, kompakta, pålitliga och inte kräver ofta underhåll är det också mycket lämpligt för avdunstning. Genom att anta mönster som MOPA (Master Amplifier Power Amplifier) som direkt modulerar utsädeslasern kan vi få korta pulser och relativt hög toppeffekt. Denna teknik har förvandlat lasern till ett effektivt bearbetningsverktyg för skärning av metaller.
Som ett alternativ till en kontinuerlig vågskärare, kan en pulserande fiberlaser användas i skärningsprocessen för flera passager. Övervakningsanordningen styr lasern att passera fram och tillbaka genom skärlinjen och tar bort endast en liten mängd metall åt gången utan behov av munstycken och hjälp. gas. Denna teknik ger en flexibel, exakt och rimlig lösning. Och den här enheten är i princip ett enkelt lasermarkeringssystem.
Denna skärteknik kan tillämpas på ett brett spektrum av material, från icke-järnmetaller och icke-järnmetaller till keramik, polymermaterial och till och med kolinnehållande kompositer. Klipphastigheten kan enkelt ändras. För tunna metallplattor kan det vara mindre än 10 mm / min. För tjocka material kan skärhastigheten vara större än 1 mm / min. När den används för att klippa tjock metall måste speciella tekniker såsom skärlinjekompensation eller balksträngning användas för att effektivt utvidga skärbredden. Dessa hastigheter kan vara långsamma jämfört med traditionell laserskärning, men för många tillämpningar är den låga kostnaden och flexibiliteten hos nanosekundpulserade fiberlasrar mycket attraktiva.
Experimentella resultat visar att alla SM / HS / HM-modeller av SPI-lasrar kan uppnå effektiv skärning, men klippegenskaperna för varje maskin kommer att vara något annorlunda, vilket är relaterat till materialval och önskad effekt. Med den smala slitsbredden som exempel är en SM-laser med en högkvalitativ balk och en liten fläck lämpligast. För tjockare material är HM-typen med högre toppeffekt och en större storlek plats bättre.
Aluminiummaterial
Ren aluminium och aluminiumlegeringar används i stor utsträckning och vissa små och komplexa delar kan skäras från tjockare material. (Bild 1) Den färdiga ytan har inte så stor effekt som ritning, och den polerade delen kan också skäras mycket bra. Delar upp till 2 mm tjocka kan skäras och formas så här, men hastigheten blir långsammare.
Bilden 1 Skärprover inkluderar: 1. 2 mm aluminiumplåt, 0. 2 mm stålplåt 0. 5 mm och 2 mm polerat aluminium.
Rostfritt stål
Rostfritt stål är ett mycket använt material. Speciellt inom den medicinska industrin är kraven på skärningsnoggrannhet mycket höga. För 0. 5 mm tjocka 304 material, kan ett enkelt skanningssystem användas för att uppnå en skärhastighet större än 20 mm / min samtidigt som man uppnår god skärkvalitet. Men med en 40 W HM-laser, utrustad med ett fast skärhuvud och koaxiell hjälpgas, är skärhastigheten på 20 0μm rostfritt stål kan nå mer än 1. 5 m / min! (Bild 2)
Bild 2 Bearbetning av 200 um tjockt plåt i rostfritt stål med 40 W HM-hastighet
1. 5 m / min
Titanmaterial
Tunna titanplattor är lätta att klippa. För tekniska tillämpningar måste man se till att kantoxidationen inte påverkar kvaliteten på skurna kanter. Emellertid för applikationer med mindre krävande tekniska funktioner, till exempel dekorativa smycken, är denna process idealisk och kan kombineras med färgmärkning.
Bild 3 Titanhantverkssmycken 300 um tjock, med 20 W HS laserskärningshastighet 1-2mm / s
Mycket reflekterande material
Koppar, mässing, silver och guld har alla extremt hög reflektans och elektrisk ledningsförmåga, så dessa material anses ofta vara mycket svåra att klippa. Hög effektdensitet krävs för att starta skärprocessen, men skärning är enkel med nanosekundfiberlasrar.
Mässing anses vanligtvis vara ett svårt material för laserskärning, och det används ofta som ett experimentellt material innan man klipper guld för att testa och studera skärparametrar. Så länge det finns tillräcklig toppeffekt, kan material som är ganska tjocka eller till och med 1 mm skäras med en 20 W HS-laser, och kvaliteten är mycket bra. Om en 40 W HM-laser används kan den maximala tjockleken som kan bearbetas nå 2 mm. (Bild 4)
Bild 4 är 0. 8 mm tjock mässutrustning bearbetad av 20 W laser, tar 7 minuter
Många tekniska tillämpningar kräver kapning av koppar, särskilt inom elektriska och elektroniska fält, särskilt plåtmaterial. Även om materialet har hög reflektionsförmåga och hög konduktivitet, gör den höga toppeffekten kopplad till metallen att skärningsnoggrannheten är mycket hög och inga brister (figur 5). En ny applikation är kopparsnittning av utfällningsspår på PCB-skivor, eftersom det finns vissa krav för skärning av ledande spår på skivor.
Bild 5 Skärning av kopparark med en 20 W-fiberlaser
Till exempel ädelmetaller som silver och guld kan vi använda pulslaser för att klippa, eftersom denna teknik kan komplettera mycket komplexa former, och materialavfallshastigheten är mycket låg, vilket utan tvekan är mycket attraktivt för juvelerare. Bilden nedan är av en god, mycket underbar silverplatta med en diameter på 20 mm. Den klipptes med en 20 W HS-laser. (Bild 6)
Conclution
Nanosekundpulserade fiberlasrar är mycket lämpliga för avdunstning. Ovanstående exempel visar att många metaller kan skäras av lasrar, vilket också visar att sådana lasrar är mångsidiga.