چالش‌های پردازش لیزری و خنک‌سازی لیزری مواد با بازتاب بالا

صنعت لیزر به سرعت در حال پیشرفت است، به ویژه در زمینه‌های تولیدی در مقیاس بزرگ مانند خودرو، الکترونیک، ماشین‌آلات، هوانوردی و فولاد. این صنایع، فناوری پردازش لیزری را به عنوان جایگزینی ارتقا یافته برای روش‌های پردازش سنتی پذیرفته‌اند و وارد دوران «تولید لیزری» شده‌اند.

با این حال، پردازش لیزری مواد با بازتابندگی بالا، از جمله برش و جوشکاری، همچنان یک چالش مهم است. این نگرانی توسط اکثر کاربران تجهیزات لیزر به اشتراک گذاشته شده است که می‌پرسند: آیا تجهیزات لیزری خریداری شده می‌توانند مواد با بازتابندگی بالا را پردازش کنند؟ آیا پردازش لیزری مواد با بازتابندگی بالا نیاز به چیلر لیزری دارد؟

هنگام پردازش مواد با بازتابندگی بالا، در صورت وجود لیزر با بازتاب بیش از حد بالا در داخل لیزر، خطر آسیب به سر برش یا جوشکاری و خود لیزر وجود دارد. این خطر برای محصولات لیزر فیبر پرقدرت بیشتر است، زیرا قدرت لیزر برگشتی به طور قابل توجهی بیشتر از محصولات لیزر کم قدرت است. برش مواد با بازتابندگی بالا نیز برای لیزر خطری ایجاد می‌کند، زیرا اگر به ماده نفوذ نشود، نور برگشتی پرقدرت وارد داخل لیزر می‌شود و باعث آسیب می‌شود.

مواد با بازتابندگی بالا چیست؟

مواد با بازتابندگی بالا، موادی هستند که به دلیل مقاومت ویژه کم و سطح نسبتاً صاف، میزان جذب پایینی در نزدیکی لیزر دارند. مواد با بازتابندگی بالا را می‌توان با 4 شرط زیر ارزیابی کرد:

۱. قضاوت بر اساس طول موج خروجی لیزر

مواد مختلف، نرخ جذب متفاوتی برای لیزرهایی با طول موج‌های خروجی متفاوت نشان می‌دهند. برخی ممکن است بازتاب بالایی داشته باشند در حالی که برخی دیگر نه.

۲. قضاوت بر اساس ساختار سطحی

هرچه سطح ماده صاف‌تر باشد، میزان جذب لیزر آن کمتر است. حتی فولاد ضد زنگ هم اگر به اندازه کافی صاف باشد، می‌تواند بازتاب بالایی داشته باشد.

۳. قضاوت بر اساس مقاومت ویژه

موادی با مقاومت ویژه کمتر معمولاً نرخ جذب کمتری برای لیزرها دارند که منجر به بازتاب زیاد می‌شود. برعکس، مواد با مقاومت ویژه بالاتر نرخ جذب بالاتری دارند.

۴. قضاوت بر اساس حالت سطحی

تفاوت در دمای سطح یک ماده، چه در حالت جامد و چه در حالت مایع، بر میزان جذب لیزر آن تأثیر می‌گذارد. به‌طورکلی، دماهای بالاتر یا حالت‌های مایع منجر به میزان جذب لیزر بالاتر می‌شوند، در حالی که حالت‌های دمای پایین یا جامد، میزان جذب لیزر پایین‌تری دارند.

چگونه مشکل پردازش لیزری مواد با بازتاب بالا را حل کنیم؟

در رابطه با این موضوع، هر تولیدکننده تجهیزات لیزری اقدامات متقابلی دارد. به عنوان مثال، Raycus Laser یک سیستم حفاظتی چهار سطحی ضد انعکاس بالا برای رفع مشکل پردازش لیزری مواد با انعکاس بالا طراحی کرده است. در عین حال، عملکردهای مختلف نظارت بر نور بازگشتی اضافه شده است تا از محافظت در زمان واقعی لیزر در هنگام وقوع پردازش غیرطبیعی اطمینان حاصل شود.

برای اطمینان از پایداری خروجی لیزر، به چیلر لیزری نیاز است.

خروجی پایدار لیزر، حلقه‌ی مهمی برای تضمین راندمان بالای پردازش لیزر و بازده محصول است. لیزر به دما حساس است، بنابراین کنترل دقیق دما نیز ضروری است. چیلرهای لیزر TEYU دارای دقت دمایی تا ±0.1 درجه سانتیگراد، کنترل دمای پایدار، حالت کنترل دمای دوگانه در حالی که مدار دمای بالا برای خنک کردن اپتیک و مدار دمای پایین برای خنک کردن لیزر است، و عملکردهای مختلف هشدار برای محافظت کامل از تجهیزات پردازش لیزر برای مواد با بازتاب بالا هستند!