Wyzwania związane z obróbką laserową i chłodzeniem laserowym materiałów o wysokim współczynniku odbicia

Przemysł laserowy dynamicznie się rozwija, szczególnie w sektorach produkcji wielkoseryjnej, takich jak motoryzacja, elektronika, maszyny, lotnictwo i hutnictwo. Branże te przyjęły technologię obróbki laserowej jako udoskonaloną alternatywę dla tradycyjnych metod przetwarzania, wkraczając w erę „produkcji laserowej”.

Jednak laserowa obróbka materiałów o wysokim współczynniku odbicia, w tym cięcie i spawanie, pozostaje poważnym wyzwaniem. To pytanie podziela większość użytkowników urządzeń laserowych, którzy zastanawiają się: Czy zakupiony sprzęt laserowy nadaje się do obróbki materiałów o wysokim współczynniku odbicia? Czy laserowa obróbka materiałów o wysokim współczynniku odbicia wymaga zastosowania chłodnicy laserowej?

Podczas obróbki materiałów o wysokim współczynniku odbicia istnieje ryzyko uszkodzenia głowicy tnącej lub spawalniczej oraz samego lasera, jeśli do wnętrza lasera zostanie wprowadzona zbyt duża ilość promieniowania zwrotnego. Ryzyko to jest większe w przypadku laserów światłowodowych o dużej mocy, ponieważ moc lasera zwrotnego jest znacznie wyższa niż w przypadku laserów o niskiej mocy. Cięcie materiałów o wysokim współczynniku odbicia stwarza również ryzyko dla lasera, ponieważ jeśli materiał nie zostanie przebity, światło zwrotne o dużej mocy przedostaje się do wnętrza lasera, powodując uszkodzenia.

Czym jest materiał o wysokim współczynniku odbicia?

Materiały o wysokim współczynniku odbicia to materiały o niskim współczynniku absorpcji w pobliżu lasera ze względu na niską rezystywność i stosunkowo gładką powierzchnię. Materiały o wysokim współczynniku odbicia można ocenić na podstawie następujących 4 warunków:

1. Oceniając na podstawie długości fali wyjściowej lasera

Różne materiały wykazują różny współczynnik absorpcji dla laserów o różnych długościach fali wyjściowej. Niektóre mogą charakteryzować się wysokim współczynnikiem odbicia, inne zaś nie.

2. Sądząc po strukturze powierzchni

Im gładsza powierzchnia materiału, tym niższy współczynnik absorpcji lasera. Nawet stal nierdzewna może być silnie odbijająca, jeśli jest wystarczająco gładka.

3. Ocenianie na podstawie oporu właściwego

Materiały o niższej rezystywności zazwyczaj charakteryzują się niższym współczynnikiem absorpcji dla laserów, co skutkuje silnym odbiciem. Z kolei materiały o wyższej rezystywności charakteryzują się wyższym współczynnikiem absorpcji.

4. Ocena stanu powierzchni

Różnica temperatur powierzchni materiału, niezależnie od tego, czy znajduje się on w stanie stałym, czy ciekłym, wpływa na jego szybkość absorpcji lasera. Zasadniczo, wyższe temperatury lub stany ciekłe skutkują wyższymi szybkościami absorpcji lasera, podczas gdy niższe temperatury lub stany stałe charakteryzują się niższymi szybkościami absorpcji lasera.

Jak rozwiązać problem obróbki laserowej materiałów o wysokim współczynniku odbicia?

W związku z tym problemem, każdy producent sprzętu laserowego stosuje odpowiednie środki zaradcze. Na przykład, Raycus Laser zaprojektował czteropoziomowy system ochrony przed światłem silnie odbitym, aby rozwiązać problem obróbki laserowej materiałów o wysokim współczynniku odbicia. Jednocześnie dodano różne funkcje monitorowania światła powrotnego, aby zapewnić ochronę lasera w czasie rzeczywistym w przypadku wystąpienia nieprawidłowego procesu obróbki.

Aby zapewnić stabilność mocy lasera, konieczne jest zastosowanie układu chłodzącego laser .

Stabilna moc lasera jest ważnym ogniwem zapewniającym wysoką wydajność obróbki laserowej i wysoką wydajność produktu. Laser jest wrażliwy na temperaturę, dlatego precyzyjna kontrola temperatury jest również niezbędna. Chłodziarki laserowe TEYU charakteryzują się precyzją pomiaru temperatury do ±0,1°C, stabilną kontrolą temperatury, podwójnym trybem regulacji temperatury, obwodem wysokotemperaturowym do chłodzenia optyki i obwodem niskotemperaturowym do chłodzenia lasera, a także różnymi funkcjami ostrzegawczymi, które w pełni chronią sprzęt do obróbki laserowej materiałów o wysokim współczynniku odbicia!