Как да се предотврати деформация, предизвикана от топлина, при лазерна обработка

Лазерната обработка на силно отразяващи материали – като мед, злато и алуминий – представлява уникални предизвикателства поради високата им топлопроводимост. Топлината се разсейва бързо в материала, разширявайки зоната, засегната от топлина (HAZ), променяйки механичните свойства и често водейки до образуване на ръбове и термична деформация. Тези проблеми могат да компрометират прецизността и цялостното качество на продукта. Въпреки това, няколко стратегии могат ефективно да смекчат тези термични предизвикателства.

1. Оптимизиране на параметрите на лазера

Използването на лазери с къси импулси, като пикосекундни или фемтосекундни лазери, може значително да намали топлинното въздействие. Тези ултракъси импулси действат като прецизни скалпели, доставяйки енергия в концентрирани импулси, които ограничават разпространението на топлина. Определянето на идеалната комбинация от лазерна мощност и скорост на сканиране обаче изисква задълбочено експериментиране. Прекомерната мощност или бавното сканиране все пак могат да причинят натрупване на топлина. Внимателното калибриране на параметрите осигурява по-добър контрол върху процеса, намалявайки нежеланите топлинни ефекти.

2. Прилагайте поддържащи техники

Локално охлаждане: Използването на промишлени лазерни охладители за локализирано охлаждане може бързо да разсее повърхностната топлина и да ограничи разпространението ѝ. Алтернативно, въздушното охлаждане предлага по-нежно и без замърсяване решение, особено за деликатни материали.

Обработка в запечатана камера: Провеждането на високопрецизна лазерна обработка във вакуумна или инертна газова среда в запечатана камера намалява топлопроводимостта и предотвратява окисляването, като допълнително стабилизира процеса.

Предварително охлаждане: Понижаването на началната температура на материала преди обработка помага за абсорбиране на част от вложената топлина, без да се превишават праговете на термична деформация. Тази техника минимизира дифузията на топлината и подобрява точността на обработка.

Чрез комбиниране на оптимизация на лазерните параметри с усъвършенствани стратегии за охлаждане и обработка, производителите могат ефективно да намалят термичната деформация в силно отразяващи материали. Тези мерки не само подобряват качеството на лазерната обработка, но и удължават живота на оборудването и подобряват надеждността на производството.