Wat is watergestuurde lasertechnologie en welke traditionele methoden kan het vervangen?

Wat is watergeleide lasertechnologie? Hoe werkt het?

Watergestuurde lasertechnologie is een geavanceerde bewerkingsmethode die een laserstraal met hoge energie combineert met een hogedrukwaterstraal. Door gebruik te maken van het principe van totale interne reflectie fungeert de waterstroom als een optische golfgeleider. Deze innovatieve aanpak combineert de precisie van laserbewerking met de koel- en reinigingsmogelijkheden van water, wat een efficiënte, schadearme en uiterst precieze bewerking mogelijk maakt.

Traditionele processen die het kan vervangen en belangrijkste voordelen

1. Conventionele mechanische bewerking

Toepassingen: Snijden van harde en brosse materialen zoals keramiek, siliciumcarbide en diamanten.

Voordelen: Watergestuurde lasers maken gebruik van contactloze bewerking, waardoor mechanische spanning en materiaalschade worden vermeden. Ideaal voor ultradunne onderdelen (bijv. horlogetandwielen) en complexe vormen, verbetert het de snijnauwkeurigheid en flexibiliteit.

2. Traditionele laserbewerking

Toepassingen: Snijden van halfgeleiderwafers zoals SiC en GaN, of dunne metaalplaten.

Voordelen: Watergestuurde lasers minimaliseren de warmtebeïnvloede zone (HAZ), verbeteren de oppervlaktekwaliteit en zorgen ervoor dat er niet meer vaak opnieuw hoeft te worden scherpgesteld, waardoor het hele proces wordt gestroomlijnd.

3. Elektrische ontladingsbewerking (EDM)

Toepassingen: Boren van gaten in niet-geleidende materialen, zoals keramische coatings in lucht- en ruimtevaartmotoren.

Voordelen: In tegenstelling tot EDM hebben watergeleide lasers geen last van geleidbaarheidsbeperkingen. Ze kunnen microgaten met een hoge aspectratio (tot 30:1) boren zonder bramen, wat zowel de kwaliteit als de efficiëntie verbetert.

4. Chemisch etsen en abrasief waterstraalsnijden

Toepassingen: Microkanaalverwerking in medische apparaten zoals titaniumimplantaten.

Voordelen: Watergestuurde lasers bieden een schonere, milieuvriendelijkere verwerking: geen chemische resten, een lagere oppervlakteruwheid en een verbeterde veiligheid en betrouwbaarheid van medische componenten.

5. Plasma- en vlamsnijden

Toepassingen: Snijden van aluminiumlegeringsplaten in de automobielindustrie.

Voordelen: Deze technologie voorkomt oxidatie bij hoge temperaturen en zorgt voor een aanzienlijke vermindering van thermische vervorming (minder dan 0,1% ten opzichte van meer dan 5% bij traditionele methoden). Dit zorgt voor een betere snijnauwkeurigheid en betere materiaalkwaliteit.

Heeft een watergeleide laser een laserkoeler nodig?

Ja. Hoewel de waterstroom als geleidingsmedium dient, genereert de interne laserbron (zoals een fiber-, halfgeleider- of CO₂-laser) tijdens gebruik aanzienlijke warmte. Zonder efficiënte koeling kan deze warmte leiden tot oververhitting, wat de prestaties negatief beïnvloedt en de levensduur van de laser verkort.

Een industriële laserkoeler is essentieel om stabiele temperaturen te handhaven, een consistente output te garanderen en het lasersysteem te beschermen. Voor toepassingen waarbij lage thermische schade, hoge precisie en milieuvriendelijkheid prioriteit hebben – met name in de precisieproductie – bieden watergeleide lasers, gecombineerd met betrouwbare laserkoelers, superieure en duurzame verwerkingsoplossingen.