Laserprosessoinnin ja laserjäähdytyksen haasteet korkean heijastavuuden omaaville materiaaleille

Laserteollisuus kehittyy nopeasti, erityisesti laajamittaisen valmistuksen aloilla, kuten autoteollisuudessa, elektroniikassa, koneissa, ilmailussa ja terästeollisuudessa. Nämä teollisuudenalat ovat ottaneet käyttöön laserkäsittelytekniikan päivitettynä vaihtoehtona perinteisille käsittelymenetelmille ja siirtyneet "laservalmistuksen" aikakauteen.

Erittäin heijastavien materiaalien laserkäsittely, mukaan lukien leikkaus ja hitsaus, on kuitenkin edelleen merkittävä haaste. Tämän huolen jakavat useimmat laserlaitteiden käyttäjät, jotka miettivät: Voiko hankittu laserlaitteisto käsitellä erittäin heijastavia materiaaleja? Tarvitseeko erittäin heijastavien materiaalien laserkäsittely laserjäähdytintä?

Erittäin heijastavia materiaaleja käsiteltäessä on olemassa vaara, että leikkaus- tai hitsauspää ja itse laser vaurioituvat, jos laserin sisään heijastuu liian voimakkaasti lasersäde. Tämä riski on suurempi suuritehoisissa kuitulasertuotteissa, koska paluulaserin teho on huomattavasti suurempi kuin pienitehoisissa lasertuotteissa. Erittäin heijastavien materiaalien leikkaaminen aiheuttaa myös riskin laserille, sillä jos materiaaliin ei päästä lävistystä, tehokas paluuvalo pääsee laserin sisään ja aiheuttaa vaurioita.

Mikä on erittäin heijastava materiaali?

Erittäin heijastavilla materiaaleilla on alhainen absorptionopeus laserin lähellä pienen resistiivisyytensä ja suhteellisen sileän pintansa vuoksi. Erittäin heijastavia materiaaleja voidaan arvioida seuraavien neljän ehdon perusteella:

1. Laserlähtöaallonpituuden perusteella

Eri materiaaleilla on vaihtelevat absorptionopeudet lasereilla, joilla on eri aallonpituudet. Joillakin voi olla korkea heijastuskyky, kun taas toisilla ei.

2. Pinnan rakenteen perusteella

Mitä sileämpi materiaalin pinta on, sitä alhaisempi on sen lasersäteilyn absorptionopeus. Jopa ruostumaton teräs voi heijastaa voimakkaasti, jos se on riittävän sileä.

3. Resistiivisyyden perusteella

Alhaisemman resistiivisyyden omaavilla materiaaleilla on tyypillisesti alhaisempi lasereiden absorptionopeus, mikä johtaa voimakkaaseen heijastumiseen. Toisaalta korkeamman resistiivisyyden omaavilla materiaaleilla on korkeammat absorptionopeudet.

4. Pinnan tilan perusteella

Materiaalin pintalämpötilan ero, olipa se kiinteässä tai nestemäisessä tilassa, vaikuttaa sen laserin absorptioasteeseen. Yleensä korkeammat lämpötilat tai nestemäiset olomuodot johtavat korkeampiin laserin absorptioasteisiin, kun taas matalat lämpötilat tai kiinteät olomuodot johtavat alhaisempiin laserin absorptioasteisiin.

Kuinka ratkaista erittäin heijastavien materiaalien laserkäsittelyongelma?

Jokaisella laserlaitevalmistajalla on tähän asiaan vastaavat vastatoimet. Esimerkiksi Raycus Laser on suunnitellut nelitasoisen heijastamattoman valon suojausjärjestelmän ratkaistakseen laserkäsittelyn aiheuttaman erittäin heijastavien materiaalien ongelman. Samanaikaisesti on lisätty erilaisia paluuvalon valvontatoimintoja laserin reaaliaikaisen suojauksen varmistamiseksi epänormaalin prosessoinnin aikana.

Laserjäähdytin on tarpeen lasersäteen vakauden varmistamiseksi.

Laserin vakaa lähtö on tärkeä lenkki korkean laserkäsittelytehokkuuden ja tuotesaannon varmistamiseksi. Laser on herkkä lämpötilalle, joten tarkka lämpötilan säätö on myös tärkeää. TEYU-laserjäähdyttimissä on jopa ±0,1 ℃:n lämpötilatarkkuus, vakaa lämpötilan säätö, kaksoislämpötilan säätötila, jossa korkean lämpötilan piiri jäähdyttää optiikan ja matalan lämpötilan piiri laserin jäähdyttämiseksi, sekä erilaisia hälytysvaroitustoimintoja, jotka suojaavat laserkäsittelylaitteita täysin erittäin heijastavien materiaalien käsittelyssä!