Як запобігти деформації, викликаній нагріванням, під час лазерної обробки

Лазерна обробка високовідбивних матеріалів, таких як мідь, золото та алюміній, створює унікальні проблеми через їхню високу теплопровідність. Тепло швидко розподіляється по всьому матеріалу, розширюючи зону термічного впливу (ЗТВ), змінюючи механічні властивості та часто призводячи до задирок на краях та термічної деформації. Ці проблеми можуть погіршити точність та загальну якість продукції. Однак, кілька стратегій можуть ефективно зменшити ці термічні проблеми.

1. Оптимізація параметрів лазера

Використання лазерів з короткими імпульсами, таких як пікосекундні або фемтосекундні лазери, може значно зменшити тепловий вплив. Ці надкороткі імпульси діють як прецизійні скальпелі, подаючи енергію концентрованими сплесками, що обмежують розсіювання тепла. Однак визначення ідеального поєднання потужності лазера та швидкості сканування вимагає ретельних експериментів. Надмірна потужність або повільне сканування все ще можуть спричинити накопичення тепла. Ретельне калібрування параметрів забезпечує кращий контроль над процесом, зменшуючи небажані теплові ефекти.

2. Застосовуйте допоміжні методи

Локальне охолодження: Використання промислових лазерних чилерів для локалізованого охолодження може швидко розсіювати поверхневе тепло та обмежувати його поширення. Як альтернатива, повітряне охолодження пропонує більш дбайливе та безпечне для забруднення рішення, особливо для делікатних матеріалів.

Обробка в герметичній камері: проведення високоточної лазерної обробки у вакуумі або середовищі інертного газу в герметичній камері зменшує теплопровідність і запобігає окисленню, що ще більше стабілізує процес.

Попереднє охолодження: Зниження початкової температури матеріалу перед обробкою допомагає поглинути частину тепла, що надходить, не перевищуючи пороги теплової деформації. Цей метод мінімізує розсіювання тепла та підвищує точність обробки.

Поєднуючи оптимізацію параметрів лазера з передовими стратегіями охолодження та обробки, виробники можуть ефективно зменшити теплову деформацію у високовідбивних матеріалах. Ці заходи не тільки підвищують якість лазерної обробки, але й подовжують термін служби обладнання та підвищують надійність виробництва.