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

Przemysł laserowy rozwija się w szybkim tempie, szczególnie w dziedzinach produkcji na dużą skalę, takich jak motoryzacja, elektronika, maszyny, lotnictwo i hutnictwo. Branże te przyjęły technologię obróbki laserowej jako udoskonaloną alternatywę dla tradycyjnych metod obróbki, wkraczając w erę „produkcji laserowej”.

Jednak obróbka laserowa materiałów o wysokim współczynniku odbicia światła, obejmująca cięcie i spawanie, nadal stanowi poważne wyzwanie. Tę obawę podziela większość użytkowników sprzętu laserowego, którzy się zastanawiają: Czy zakupiony sprzęt laserowy może przetwarzać materiały o wysokim współczynniku odbicia? Czy obróbka laserowa materiałów o wysokim współczynniku odbicia wymaga zastosowania chłodziarki laserowej?

Podczas obróbki materiałów o wysokim współczynniku odbicia istnieje ryzyko uszkodzenia głowicy tnącej lub spawalniczej, a także samego lasera, jeżeli do jego wnętrza dostanie się zbyt duża ilość silnego promieniowania zwrotnego. Ryzyko to jest bardziej widoczne w przypadku produktów z laserami światłowodowymi dużej mocy, ponieważ moc lasera powrotnego jest znacznie wyższa niż w przypadku produktów laserowych małej mocy. Cięcie materiałów o wysokim współczynniku odbicia stwarza również ryzyko dla lasera, gdyż jeśli materiał nie zostanie przebity, światło powrotne o dużej mocy wnika do wnętrza lasera, powodując uszkodzenia.

Czym jest materiał o wysokim współczynniku odbicia?

Materiały o wysokim współczynniku odbicia charakteryzują się niskim współczynnikiem absorpcji w pobliżu lasera ze względu na ich małą rezystywność i stosunkowo gładką powierzchnię. Materiały o wysokim współczynniku odbicia można ocenić na podstawie następujących 4 warunków:

1. Sądząc po długości fali wyjściowej lasera

Różne materiały wykazują różną szybkość absorpcji dla laserów o różnych długościach fal wyjściowych. U niektórych osób może występować silne odbicie, u innych nie.

2. Sądząc po strukturze powierzchni

Im gładsza powierzchnia materiału, tym niższa absorpcja lasera. Nawet stal nierdzewna może być silnie odblaskowa, jeżeli jest wystarczająco gładka.

3. Sądząc po oporności

Materiały o niższej rezystywności mają zwykle niższy współczynnik absorpcji dla laserów, co skutkuje wysokim współczynnikiem odbicia. Z kolei materiały o wyższej rezystywności mają wyższy współczynnik absorpcji.

4. Sądząc po stanie powierzchni

Różnica temperatur powierzchni materiału, niezależnie od tego, czy jest on w stanie stałym, czy ciekłym, wpływa na szybkość absorpcji promieniowania laserowego. Ogólnie rzecz biorąc, wyższe temperatury lub stany ciekłe skutkują wyższymi współczynnikami absorpcji lasera, podczas gdy niskie temperatury lub stany stałe mają niższe współczynniki absorpcji lasera.

Jak rozwiązać problem obróbki laserowej materiałów o wysokim współczynniku odbicia?

W związku z tym problemem każdy producent sprzętu laserowego ma odpowiednie środki zaradcze. Na przykład firma Raycus Laser zaprojektowała czteropoziomowy system ochrony przed światłem silnie odblaskowym, aby rozwiązać problem związany z obróbką laserową materiałów silnie odblaskowych. Jednocześnie dodano różne funkcje monitorowania światła powrotnego, aby zapewnić ochronę lasera w czasie rzeczywistym w przypadku wystąpienia nieprawidłowego przetwarzania.

Chłodziarka laserowa jest konieczna do zapewnienia stabilności mocy wyjściowej lasera.

Stabilna moc wyjściowa lasera stanowi ważne ogniwo gwarantujące wysoką wydajność obróbki laserowej i produktu. Ponieważ laser jest wrażliwy na temperaturę, niezwykle istotna jest także precyzyjna kontrola temperatury. Chłodziarki laserowe TEYU charakteryzują się precyzją pomiaru temperatury do ±0,1°C, stabilną kontrolą temperatury, podwójnym trybem kontroli 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!