Những thách thức trong gia công laser và làm mát laser đối với vật liệu có độ phản xạ cao

Ngành công nghiệp laser đang phát triển nhanh chóng, đặc biệt là trong các lĩnh vực sản xuất quy mô lớn như ô tô, điện tử, máy móc, hàng không và thép. Các ngành công nghiệp này đã áp dụng công nghệ gia công laser như một giải pháp nâng cấp thay thế cho các phương pháp gia công truyền thống, bước vào kỷ nguyên "sản xuất bằng laser".

Tuy nhiên, việc gia công bằng laser đối với các vật liệu có độ phản xạ cao, bao gồm cả cắt và hàn, vẫn là một thách thức đáng kể. Hầu hết người sử dụng thiết bị laser đều chia sẻ mối lo ngại này và tự hỏi: Thiết bị laser đã mua có thể gia công được các vật liệu có độ phản xạ cao không? Việc gia công bằng laser đối với các vật liệu có độ phản xạ cao có cần thiết phải sử dụng bộ làm mát laser không?

Khi gia công các vật liệu có độ phản xạ cao, có nguy cơ gây hư hỏng đầu cắt hoặc đầu hàn và chính laser nếu có quá nhiều tia laser phản xạ trở lại bên trong laser. Nguy cơ này càng rõ rệt hơn đối với các sản phẩm laser sợi quang công suất cao, vì công suất của tia laser phản xạ cao hơn đáng kể so với các sản phẩm laser công suất thấp. Việc cắt các vật liệu có độ phản xạ cao cũng tiềm ẩn rủi ro đối với laser, vì nếu vật liệu không bị xuyên thủng, ánh sáng phản xạ công suất cao sẽ đi vào bên trong laser, gây hư hỏng.

Vật liệu có độ phản chiếu cao là gì?

Vật liệu có độ phản xạ cao là những vật liệu có tỷ lệ hấp thụ thấp gần tia laser do điện trở suất nhỏ và bề mặt tương đối nhẵn. Có thể đánh giá vật liệu có độ phản xạ cao dựa trên 4 điều kiện sau:

1. Dựa vào bước sóng phát ra của laser

Các vật liệu khác nhau có tỷ lệ hấp thụ khác nhau đối với các tia laser có bước sóng đầu ra khác nhau. Một số có thể có độ phản xạ cao trong khi những vật liệu khác thì không.

2. Đánh giá dựa trên cấu trúc bề mặt

Bề mặt vật liệu càng nhẵn thì tỷ lệ hấp thụ tia laser càng thấp. Ngay cả thép không gỉ cũng có thể phản chiếu rất tốt nếu bề mặt đủ nhẵn.

3. Đánh giá dựa trên điện trở suất

Các vật liệu có điện trở suất thấp hơn thường có tỷ lệ hấp thụ laser thấp hơn, dẫn đến độ phản xạ cao. Ngược lại, các vật liệu có điện trở suất cao hơn có tỷ lệ hấp thụ cao hơn.

4. Đánh giá dựa trên trạng thái bề mặt

Sự khác biệt về nhiệt độ bề mặt của vật liệu, dù ở trạng thái rắn hay lỏng, đều ảnh hưởng đến tỷ lệ hấp thụ laser của nó. Nói chung, nhiệt độ cao hơn hoặc trạng thái lỏng dẫn đến tỷ lệ hấp thụ laser cao hơn, trong khi nhiệt độ thấp hoặc trạng thái rắn có tỷ lệ hấp thụ laser thấp hơn.

Làm thế nào để giải quyết vấn đề gia công bằng laser đối với các vật liệu có độ phản xạ cao?

Về vấn đề này, mỗi nhà sản xuất thiết bị laser đều có các biện pháp đối phó tương ứng. Ví dụ, Raycus Laser đã thiết kế một hệ thống bảo vệ chống phản xạ ánh sáng cao bốn cấp để giải quyết vấn đề gia công laser trên các vật liệu có độ phản xạ cao. Đồng thời, nhiều chức năng giám sát ánh sáng phản xạ đã được bổ sung để đảm bảo bảo vệ laser theo thời gian thực khi xảy ra sự cố gia công bất thường.

Máy làm lạnh laser Điều này cần thiết để đảm bảo sự ổn định của đầu ra laser.

Việc duy trì đầu ra ổn định của laser là một khâu quan trọng để đảm bảo hiệu quả xử lý laser cao và năng suất sản phẩm. Laser rất nhạy cảm với nhiệt độ, do đó việc kiểm soát nhiệt độ chính xác cũng rất cần thiết. TEYU Bộ làm mát laser có độ chính xác nhiệt độ lên đến ±0,1℃, kiểm soát nhiệt độ ổn định, chế độ kiểm soát nhiệt độ kép bao gồm mạch nhiệt độ cao để làm mát quang học và mạch nhiệt độ thấp để làm mát laser, cùng nhiều chức năng cảnh báo khác nhau để bảo vệ tối đa thiết bị xử lý laser cho vật liệu có độ phản xạ cao!