Hoe hitte-geïnduceerde vervorming bij laserbewerking te voorkomen

Laserbewerking van sterk reflecterende materialen – zoals koper, goud en aluminium – brengt unieke uitdagingen met zich mee vanwege hun hoge thermische geleidbaarheid. Warmte verspreidt zich snel door het materiaal, waardoor de warmte-beïnvloede zone (HAZ) groter wordt, de mechanische eigenschappen veranderen en er vaak bramen en thermische vervorming ontstaan. Deze problemen kunnen de precisie en de algehele productkwaliteit in gevaar brengen. Er zijn echter verschillende strategieën die deze thermische uitdagingen effectief kunnen verminderen.

1. Optimaliseer laserparameters

Het gebruik van lasers met een korte puls, zoals picoseconde- of femtosecondelasers, kan de thermische impact aanzienlijk verminderen. Deze ultrakorte pulsen werken als precisiescalpels en leveren energie in geconcentreerde uitbarstingen die de warmtediffusie beperken. Het bepalen van de ideale combinatie van laservermogen en scansnelheid vereist echter grondig experimenteren. Overmatig vermogen of langzaam scannen kan nog steeds warmteaccumulatie veroorzaken. Zorgvuldige kalibratie van parameters zorgt voor een betere controle over het proces en vermindert ongewenste thermische effecten.

2. Ondersteunende technieken toepassen

Lokale koeling: Het gebruik van industriële laserkoelers voor lokale koeling kan oppervlaktewarmte snel afvoeren en de warmteverspreiding beperken. Luchtkoeling biedt daarentegen een mildere en besmettingsvrije oplossing, vooral voor delicate materialen.

Bewerking in een afgesloten kamer: Door uiterst precieze laserbewerking uit te voeren in een vacuüm- of inerte gasomgeving in een afgesloten kamer, wordt de thermische geleiding verminderd en oxidatie voorkomen, waardoor het proces verder wordt gestabiliseerd.

Voorkoelbehandeling: Door de begintemperatuur van het materiaal vóór de bewerking te verlagen, wordt een deel van de warmte-inbreng geabsorbeerd zonder de thermische vervormingsdrempels te overschrijden. Deze techniek minimaliseert warmtediffusie en verbetert de bewerkingsnauwkeurigheid.

Door laserparameteroptimalisatie te combineren met geavanceerde koel- en verwerkingsstrategieën kunnen fabrikanten thermische vervorming in sterk reflecterende materialen effectief verminderen. Deze maatregelen verbeteren niet alleen de kwaliteit van de laserbewerking, maar verlengen ook de levensduur van de apparatuur en verhogen de betrouwbaarheid van de productie.