Как предотвратить тепловую деформацию при лазерной обработке

Лазерная обработка материалов с высокой отражающей способностью, таких как медь, золото и алюминий, представляет особую сложность из-за их высокой теплопроводности. Тепло быстро распространяется по всему материалу, увеличивая зону термического влияния (ЗТВ), изменяя механические свойства и часто приводя к образованию заусенцев на кромках и термической деформации. Эти проблемы могут поставить под угрозу точность и общее качество продукции. Однако существует несколько стратегий, которые могут эффективно смягчить эти тепловые проблемы.

1. Оптимизировать параметры лазера

Использование короткоимпульсных лазеров, таких как пикосекундные или фемтосекундные лазеры, может значительно снизить тепловое воздействие. Эти сверхкороткие импульсы действуют как точные скальпели, доставляя энергию концентрированными импульсами, которые ограничивают распространение тепла. Однако определение идеального сочетания мощности лазера и скорости сканирования требует тщательного экспериментирования. Избыточная мощность или медленное сканирование могут по-прежнему вызывать накопление тепла. Тщательная калибровка параметров обеспечивает лучший контроль над процессом, снижая нежелательные тепловые эффекты.

2. Применяйте вспомогательные методы

Локальное охлаждение: С использованием промышленные лазерные охладители  для локального охлаждения может быстро рассеивать поверхностное тепло и ограничивать распространение тепла. В качестве альтернативы можно использовать воздушное охлаждение, которое является более щадящим и не приводит к загрязнению, особенно при работе с деликатными материалами.

Обработка в герметичной камере: Проведение высокоточной лазерной обработки в вакууме или среде инертного газа в герметичной камере снижает теплопроводность и предотвращает окисление, что дополнительно стабилизирует процесс.

Предварительная обработка охлаждением: Снижение начальной температуры материала перед обработкой позволяет поглотить часть тепла, не превышая пороги термической деформации. Эта технология минимизирует рассеивание тепла и повышает точность обработки.

Объединяя оптимизацию параметров лазера с передовыми стратегиями охлаждения и обработки, производители могут эффективно снижать термическую деформацию в материалах с высокой отражающей способностью. Эти меры не только повышают качество лазерной обработки, но и увеличивают срок службы оборудования и повышают надежность производства.