Ako zabrániť tepelne indukovanej deformácii pri laserovom obrábaní

Laserové spracovanie vysoko reflexných materiálov – ako je meď, zlato a hliník – predstavuje jedinečné výzvy kvôli ich vysokej tepelnej vodivosti. Teplo sa rýchlo rozptyľuje v celom materiáli, čím sa zväčšuje tepelne ovplyvnená zóna (HAZ), menia sa mechanické vlastnosti a často sa vyskytujú otrepy na hranách a tepelná deformácia. Tieto problémy môžu ohroziť presnosť a celkovú kvalitu výrobku. Existuje však niekoľko stratégií, ktoré môžu tieto tepelné problémy účinne zmierniť.

1. Optimalizácia parametrov laseru

Použitie laserov s krátkymi pulzmi, ako sú pikosekundové alebo femtosekundové lasery, môže výrazne znížiť tepelný dopad. Tieto ultrakrátke pulzy fungujú ako presné skalpely a dodávajú energiu v koncentrovaných dávkach, ktoré obmedzujú difúziu tepla. Určenie ideálnej kombinácie výkonu laseru a rýchlosti skenovania si však vyžaduje dôkladné experimentovanie. Nadmerný výkon alebo pomalé skenovanie môže stále spôsobiť akumuláciu tepla. Starostlivá kalibrácia parametrov zabezpečuje lepšiu kontrolu nad procesom a znižuje nežiaduce tepelné účinky.

2. Aplikujte podporné techniky

Lokálne chladenie: Použitie priemyselných laserových chladičov na lokálne chladenie môže rýchlo rozptýliť povrchové teplo a obmedziť jeho šírenie. Alternatívne, vzduchové chladenie ponúka šetrnejšie a bezkontaminačné riešenie, najmä pre chúlostivé materiály.

Spracovanie v uzavretej komore: Vykonávanie vysoko presného laserového obrábania vo vákuovom alebo inertnom plynnom prostredí v uzavretej komore znižuje tepelnú vodivosť a zabraňuje oxidácii, čím ďalej stabilizuje proces.

Predchladenie: Zníženie počiatočnej teploty materiálu pred spracovaním pomáha absorbovať časť vstupného tepla bez prekročenia prahových hodnôt tepelnej deformácie. Táto technika minimalizuje difúziu tepla a zlepšuje presnosť obrábania.

Kombináciou optimalizácie parametrov lasera s pokročilými stratégiami chladenia a spracovania môžu výrobcovia efektívne znížiť tepelnú deformáciu vysoko reflexných materiálov. Tieto opatrenia nielen zvyšujú kvalitu laserového spracovania, ale tiež predlžujú životnosť zariadení a zlepšujú spoľahlivosť výroby.