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 objavujú otrepy na okrajoch a tepelná deformácia. Tieto problémy môžu ohroziť presnosť a celkovú kvalitu produktu. Niekoľko stratégií však môže 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 impulzy fungujú ako presné skalpely a dodávajú energiu v koncentrovaných dávkach, ktoré obmedzujú šírenie tepla. Určenie ideálnej kombinácie výkonu laseru a rýchlosti skenovania si však vyžaduje dôkladné experimentovanie. Nadmerný výkon alebo pomalé skenovanie môžu stále spôsobovať akumuláciu tepla. Starostlivá kalibrácia parametrov zaisťuje lepšiu kontrolu nad procesom a znižuje nežiaduce tepelné účinky.

2. Aplikujte podporné techniky

Lokálne chladenie: Používanie priemyselné laserové chladiče  pre lokálne chladenie môže rýchlo rozptýliť povrchové teplo a obmedziť šírenie tepla. Alternatívne, chladenie vzduchom 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 tepelného vstupu bez prekročenia prahových hodnôt tepelnej deformácie. Táto technika minimalizuje rozptyl tepla a zlepšuje presnosť obrábania.

Kombináciou optimalizácie parametrov laseru s pokročilými stratégiami chladenia a spracovania môžu výrobcovia efektívne znížiť tepelnú deformáciu vo vysoko reflexných materiáloch. Tieto opatrenia nielen zlepšujú kvalitu laserového spracovania, ale aj predlžujú životnosť zariadení a zlepšujú spoľahlivosť výroby.