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 بازتاب بالا، از جمله برش و جوشکاری، همچنان یک چالش مهم است. این نگرانی توسط اکثر کاربران تجهیزات لیزر که تعجب می‌کنند، به اشتراک گذاشته شده است.: 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 به داخل لیزر، خطر آسیب به سر برش یا جوشکاری و خود لیزر وجود دارد. این خطر برای محصولات لیزر فیبری پرقدرت بیشتر است، زیرا قدرت لیزر برگشتی به طور قابل توجهی بیشتر از محصولات لیزر کم توان است. برش مواد با بازتاب بالا نیز برای لیزر خطرناک است، زیرا اگر به ماده نفوذ نشود، نور بازگشتی با توان بالا وارد داخل لیزر شده و باعث آسیب می‌شود.

مواد با بازتابندگی بالا چیست؟

مواد با بازتاب بالا، موادی هستند که به دلیل مقاومت ویژه کم و سطح نسبتاً صاف، میزان جذب پایینی در نزدیکی لیزر دارند. مواد با بازتاب بالا را می‌توان با ۴ شرط زیر قضاوت کرد:

1. 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.

2. 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 بسیار بازتابنده باشد.

3. قضاوت بر اساس مقاومت ویژه

موادی که مقاومت ویژه کمتری دارند، معمولاً میزان جذب کمتری برای لیزرها دارند و در نتیجه بازتاب بالایی دارند. برعکس، مواد با مقاومت ویژه بالاتر، نرخ جذب بالاتری دارند.

4. قضاوت بر اساس حالت سطح

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

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

با توجه به این موضوع، هر سازنده تجهیزات لیزری اقدامات متقابلی دارد. برای مثال، شرکت Raycus Laser یک سیستم حفاظتی روی نور ضد بازتاب بالا در چهار سطح طراحی کرده است تا مشکل پردازش لیزری مواد با بازتاب بالا را برطرف کند. همزمان، عملکردهای مختلف نظارت بر نور بازگشتی اضافه شده‌اند تا محافظت بلادرنگ از لیزر در هنگام وقوع پردازش غیرعادی تضمین شود.

چیلر لیزری برای اطمینان از پایداری خروجی لیزر مورد 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 لیزری TEYU دارای دقت دمایی تا ±0.1℃، 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 دهنده برای محافظت کامل از تجهیزات پردازش لیزر برای مواد با بازتاب بالا!