Czym jest technologia lasera wodnego i jakie tradycyjne metody może ona zastąpić?

Czym jest technologia lasera prowadzonego wodą? Jak działa?

Technologia lasera prowadzonego wodą to zaawansowana metoda obróbki, która łączy wysokoenergetyczną wiązkę laserową ze strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem. Wykorzystując zasadę całkowitego wewnętrznego odbicia, strumień wody pełni funkcję światłowodu. To innowacyjne podejście łączy precyzję obróbki laserowej z właściwościami chłodzenia i czyszczenia, jakie zapewnia woda, umożliwiając wydajne, bezuszkodzeniowe i precyzyjne przetwarzanie.

Tradycyjne procesy, które może zastąpić i kluczowe zalety

1. Konwencjonalna obróbka mechaniczna

Zastosowania: cięcie twardych i kruchych materiałów, takich jak ceramika, węglik krzemu i diamenty.

Zalety: Lasery prowadzone wodą wykorzystują obróbkę bezkontaktową, co pozwala uniknąć naprężeń mechanicznych i uszkodzeń materiału. Idealne do obróbki ultracienkich elementów (np. kół zębatych zegarków) i skomplikowanych kształtów, zwiększając dokładność i elastyczność cięcia.

2. Tradycyjna obróbka laserowa

Zastosowania: cięcie płytek półprzewodnikowych, np. SiC i GaN, lub cienkich arkuszy metalu.

Zalety: Lasery prowadzone wodą minimalizują strefę wpływu ciepła (HAZ), poprawiają jakość powierzchni i eliminują potrzebę częstego ponownego ustawiania ostrości, co usprawnia cały proces.

3. Obróbka elektroerozyjna (EDM)

Zastosowania: Wiercenie otworów w materiałach nieprzewodzących, takich jak powłoki ceramiczne w silnikach lotniczych.

Zalety: W przeciwieństwie do obróbki elektroerozyjnej, lasery prowadzone wodą nie są ograniczone przewodnością. Mogą wiercić mikrootwory o wysokim współczynniku kształtu (do 30:1) bez zadziorów, co poprawia zarówno jakość, jak i wydajność.

4. Trawienie chemiczne i cięcie strumieniem wody ściernej

Zastosowania: Przetwarzanie mikrokanalików w urządzeniach medycznych, np. implantach tytanowych.

Zalety: Lasery prowadzone wodą zapewniają czystsze i bardziej ekologiczne przetwarzanie — brak pozostałości chemicznych, mniejsza chropowatość powierzchni oraz większe bezpieczeństwo i niezawodność podzespołów medycznych.

5. Cięcie plazmowe i płomieniowe

Zastosowania: Cięcie blach ze stopów aluminium w przemyśle motoryzacyjnym.

Zalety: Technologia ta zapobiega utlenianiu w wysokiej temperaturze i znacząco redukuje odkształcenia cieplne (mniej niż 0,1% w porównaniu z ponad 5% w przypadku tradycyjnych metod), zapewniając większą precyzję cięcia i jakość materiału.

Czy laser prowadzony wodą wymaga chłodziarki laserowej ?

Tak. Chociaż strumień wody pełni rolę ośrodka przewodzącego, wewnętrzne źródło lasera (takie jak laser światłowodowy, półprzewodnikowy lub CO₂) generuje znaczną ilość ciepła podczas pracy. Bez wydajnego chłodzenia ciepło to może prowadzić do przegrzania, obniżając wydajność i skracając żywotność lasera.

Przemysłowy system chłodzenia laserowego jest niezbędny do utrzymania stabilnej temperatury, zapewnienia stałej wydajności i ochrony systemu laserowego. W zastosowaniach, w których priorytetem są niskie uszkodzenia termiczne, wysoka precyzja i przyjazność dla środowiska – zwłaszcza w produkcji precyzyjnej – lasery prowadzone wodą, w połączeniu z niezawodnymi systemami chłodzenia laserowego, zapewniają doskonałe i zrównoważone rozwiązania w zakresie przetwarzania.