Ige lesa jẹ imọ-ẹrọ kan ti o nlo ina lesa lati sọ awọn ohun elo vaporize, ti o mu abajade ge.Lakoko ti a lo nigbagbogbo fun awọn ohun elo iṣelọpọ ile-iṣẹ, o ti lo ni bayi nipasẹ awọn ile-iwe, awọn iṣowo kekere, faaji, ati awọn aṣenọju.Ige lesa ṣiṣẹ nipa didari abajade ti lesa agbara giga julọ julọ nipasẹ awọn opiti.Awọn opitika lesa ati CNC (iṣakoso nọmba kọnputa) ni a lo lati ṣe itọsọna tan ina lesa si ohun elo naa.Lesa iṣowo fun gige awọn ohun elo nlo eto iṣakoso išipopada lati tẹle CNC tabi G-koodu ti apẹrẹ lati ge lori ohun elo naa.Tan ina lesa ti o ni idojukọ jẹ itọsọna si ohun elo naa, eyiti lẹhinna boya yo, sun, yọ kuro, tabi ti fẹnu kuro nipasẹ ọkọ ofurufu ti gaasi, [1] nlọ eti kan pẹlu ipari dada didara to gaju.
Itan
Ni ọdun 1965, ẹrọ gige gige laser akọkọ ti a lo lati lu awọn iho ni awọn ku diamond.Ẹrọ yii jẹ nipasẹ Ile-iṣẹ Iwadi Imọ-ẹrọ ti Oorun Electric [3]Ni ọdun 1967, awọn ara ilu Gẹẹsi ṣe aṣaaju-ọna iranlọwọ laser-iranlọwọ gige ọkọ ofurufu atẹgun fun awọn irin.[4]Ni ibẹrẹ awọn ọdun 1970, imọ-ẹrọ yii ni a fi sinu iṣelọpọ lati ge titanium fun awọn ohun elo aerospace.Ni akoko kanna awọn laser CO2 ni a mu lati ge awọn irin ti kii ṣe irin, gẹgẹbi awọn aṣọ, nitori, ni akoko yẹn, awọn laser CO2 ko lagbara to lati bori imunadoko gbona ti awọn irin.[5]
Ilana
Ige laser ile-iṣẹ ti irin pẹlu awọn ilana gige ti a ṣe eto nipasẹ wiwo CNC
Tan ina lesa ti wa ni idojukọ gbogbogbo nipa lilo lẹnsi didara kan lori agbegbe iṣẹ.Didara tan ina naa ni ipa taara lori iwọn iranran ti a dojukọ.Apa ti o dín julọ ti tan ina idojukọ jẹ gbogbogbo kere ju 0.0125 inches (0.32 mm) ni iwọn ila opin.Da lori sisanra ohun elo, awọn iwọn kerf bi kekere bi 0.004 inches (0.10 mm) ṣee ṣe.[6]Ni ibere lati ni anfani lati bẹrẹ gige lati ibikan miiran yatọ si eti, a ti ṣe lilu ṣaaju gbogbo gige.Lilu nigbagbogbo pẹlu ina ina lesa ti o ni agbara giga eyiti o ṣe iho laiyara ninu ohun elo, ti o gba ni ayika 5-15 iṣẹju-aaya fun 0.5-inch-nipọn (13 mm) irin alagbara, fun apẹẹrẹ.
Awọn egungun to jọra ti ina isọpọ lati orisun ina lesa nigbagbogbo ṣubu ni sakani laarin 0.06–0.08 inches (1.5–2.0 mm) ni iwọn ila opin.Tan ina yii jẹ idojukọ deede ati imudara nipasẹ lẹnsi tabi digi kan si aaye kekere pupọ ti o to 0.001 inches (0.025 mm) lati ṣẹda tan ina lesa ti o lagbara pupọ.Lati le ṣaṣeyọri ipari ti o rọrun julọ ti o ṣee ṣe lakoko gige elegbegbe, itọsọna ti polarization tan ina gbọdọ wa ni yiyi bi o ti n lọ ni agbegbe ẹba iṣẹ-ṣiṣe ti a ṣe.Fun gige irin dì, ipari ifojusi jẹ igbagbogbo 1.5–3 inches (38–76 mm).[7]
Awọn anfani ti gige lesa lori gige ẹrọ pẹlu irọrun iṣẹ ṣiṣe ati idinku idoti ti iṣẹ-ṣiṣe (niwọn igba ti ko si gige gige eyiti o le di ti doti nipasẹ ohun elo tabi ba ohun elo jẹ).Itọkasi le dara julọ, niwon ina ina lesa ko wọ lakoko ilana naa.Anfani ti o dinku tun wa lati ja ohun elo ti a ge, nitori awọn ọna ina lesa ni agbegbe kekere ti o kan ooru.[8]Diẹ ninu awọn ohun elo tun nira pupọ tabi ko ṣee ṣe lati ge nipasẹ awọn ọna ibile diẹ sii.
Ige lesa fun awọn irin ni awọn anfani lori gige pilasima ti jijẹ kongẹ diẹ sii [9] ati lilo agbara ti o dinku nigbati gige irin dì;sibẹsibẹ, julọ ise lesa ko le ge nipasẹ awọn ti o tobi irin sisanra ti pilasima le.Awọn ẹrọ laser tuntun ti n ṣiṣẹ ni agbara ti o ga julọ (6000 wattis, bi iyatọ pẹlu awọn ẹrọ gige laser tete awọn iwọn 1500 watt) n sunmọ awọn ẹrọ pilasima ni agbara wọn lati ge nipasẹ awọn ohun elo ti o nipọn, ṣugbọn iye owo olu ti iru awọn ẹrọ jẹ ga julọ ju ti pilasima lọ. awọn ẹrọ gige ti o lagbara lati ge awọn ohun elo ti o nipọn bi awo irin.[10]
Awọn oriṣi
4000 watt CO2 lesa ojuomi
Nibẹ ni o wa mẹta akọkọ orisi ti lesa lo ninu lesa gige.Laser CO2 baamu fun gige, alaidun, ati fifin.Neodymium (Nd) ati neodymium yttrium-aluminium-garnet (Nd: YAG) awọn lasers jẹ aami kanna ni ara wọn yatọ si ni ohun elo nikan.Nd ti lo fun alaidun ati nibiti agbara giga ṣugbọn atunwi kekere nilo.Laser Nd: YAG ni a lo nibiti o nilo agbara giga pupọ ati fun alaidun ati fifin.Mejeeji CO2 ati Nd/Nd: YAG lesa le ṣee lo fun alurinmorin.[11]
Awọn ina lesa CO2 ni igbagbogbo “fifa” nipa gbigbe lọwọlọwọ nipasẹ idapọ gaasi (DC-yiya) tabi lilo agbara igbohunsafẹfẹ redio (RF-yiya).Ọna RF jẹ tuntun ati pe o ti di olokiki diẹ sii.Niwọn igba ti awọn apẹrẹ DC nilo awọn amọna inu iho, wọn le ba pade ogbara elekiturodu ati fifi ohun elo elekiturodu sori gilasi ati awọn opiti.Niwọn igba ti awọn olutọpa RF ni awọn amọna itagbangba wọn ko ni itara si awọn iṣoro yẹn.Awọn lasers CO2 ni a lo fun gige ile-iṣẹ ti ọpọlọpọ awọn ohun elo pẹlu titanium, irin alagbara, irin kekere, aluminiomu, ṣiṣu, igi, igi ti a ṣe, epo-eti, awọn aṣọ, ati iwe.Awọn lasers YAG jẹ akọkọ ti a lo fun gige ati kikọ awọn irin ati awọn ohun elo amọ.[12]
Ni afikun si orisun agbara, iru ṣiṣan gaasi le ni ipa lori iṣẹ bi daradara.Awọn iyatọ ti o wọpọ ti awọn laser CO2 pẹlu ṣiṣan axial ti o yara, ṣiṣan axial ti o lọra, ṣiṣan transverse, ati pẹlẹbẹ.Ni iyara axial sisan resonator, adalu erogba oloro, helium ati nitrogen ti wa ni tan kaakiri ni ga iyara nipa a turbine tabi fifun.Awọn lasers iṣipopada ṣiṣan kaakiri iṣupọ gaasi ni iyara kekere, to nilo fifun ti o rọrun.Slab tabi tan kaakiri tutu resonators ni a aimi gaasi aaye ti o nbeere ko si pressurization tabi glassware, yori si ifowopamọ lori rirọpo turbines ati glassware.
Olupilẹṣẹ laser ati awọn opiti ita (pẹlu lẹnsi idojukọ) nilo itutu agbaiye.Da lori iwọn eto ati iṣeto ni, ooru egbin le ṣee gbe nipasẹ itutu tabi taara si afẹfẹ.Omi jẹ itutu agbaiye ti o wọpọ, ti o maa n tan kaakiri nipasẹ ẹrọ tutu tabi eto gbigbe ooru.
microjet lesa jẹ lesa itọsọna omi-ofurufu ninu eyiti ina ina lesa pulsed ti wa ni pọ si ọkọ ofurufu omi titẹ kekere.Eyi ni a lo lati ṣe awọn iṣẹ gige laser lakoko lilo ọkọ ofurufu omi lati ṣe itọsọna tan ina lesa, pupọ bii okun opiti, nipasẹ iṣaro inu inu lapapọ.Awọn anfani ti eyi ni pe omi tun yọ awọn idoti kuro ati ki o tutu ohun elo naa.Awọn anfani afikun lori gige laser “gbigbẹ” ibile jẹ awọn iyara dicing giga, kerf ti o jọra, ati gige gbogbo itọsọna.[13]
Awọn lesa okun jẹ iru ina lesa ipinle ti o lagbara ti o dagba ni iyara laarin ile-iṣẹ gige irin.Ko dabi CO2, imọ-ẹrọ Fiber nlo alabọde ere ti o lagbara, ni idakeji si gaasi tabi omi bibajẹ.“Lasa irugbin” ṣe agbejade ina ina lesa ati lẹhinna a pọ si laarin okun gilasi kan.Pẹlu igbi ti awọn lasers fiber 1064 nanometers nikan ṣe agbejade iwọn aaye kekere lalailopinpin (to awọn akoko 100 kere si ni akawe si CO2) ti o jẹ ki o jẹ apẹrẹ fun gige ohun elo irin ti o tan imọlẹ.Eyi jẹ ọkan ninu awọn anfani akọkọ ti Fiber ni akawe si CO2.[14]
Awọn anfani gige laser fiber ni: -
Dekun processing igba.
Idinku agbara agbara & awọn owo sisan – nitori ṣiṣe ti o tobi julọ.
Igbẹkẹle ti o tobi ju ati iṣẹ ṣiṣe - ko si awọn opiki lati ṣatunṣe tabi mö ati pe ko si awọn atupa lati rọpo.
Itọju to kere.
Agbara lati ṣe ilana awọn ohun elo ti o ni afihan pupọ gẹgẹbi bàbà ati idẹ
Iṣelọpọ ti o ga julọ - awọn idiyele iṣẹ ṣiṣe kekere n funni ni ipadabọ nla lori idoko-owo rẹ.[15]
Awọn ọna
Ọpọlọpọ awọn ọna oriṣiriṣi lo wa ni gige nipa lilo awọn laser, pẹlu awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi ti a lo lati ge awọn ohun elo oriṣiriṣi.Diẹ ninu awọn ọna jẹ vaporization, yo ati fifun, yo fifun ati sisun, gbigbo wahala gbona, kikọ, gige tutu ati sisun gige gige laser iduroṣinṣin.
Ige eefin
Ni vaporization gige awọn ti dojukọ tan ina heats awọn dada ti awọn ohun elo to flashpoint ojuami ati ki o gbogbo a keyhole.Awọn keyhole nyorisi si a lojiji ilosoke ninu absorptivity ni kiakia jin iho.Bí ihò náà ṣe ń jinlẹ̀ sí i tí ohun èlò náà sì ń hó, òru tí ń jáde máa ń mú kí àwọn ògiri dídà ń fọ́ jáde tí ó sì ń mú ihò náà gbòòrò sí i.Awọn ohun elo ti kii yo gẹgẹbi igi, erogba ati awọn pilasitik thermoset ni a maa n ge nipasẹ ọna yii.
Yo ki o si fẹ
Yo ati fifun tabi gige idapọ nlo gaasi titẹ giga lati fẹ awọn ohun elo didà lati agbegbe gige, dinku ibeere agbara pupọ.Ni akọkọ ohun elo naa jẹ kikan si aaye yo lẹhinna ọkọ ofurufu gaasi fẹ ohun elo didà kuro ninu kerf yago fun iwulo lati gbe iwọn otutu ohun elo naa siwaju siwaju.Awọn ohun elo ti a ge pẹlu ilana yii nigbagbogbo jẹ awọn irin.
Gbona wahala wo inu
Awọn ohun elo Brittle jẹ ifarabalẹ ni pataki si fifọ gbigbona, ẹya kan ti a lo ninu fifọ wahala gbona.Tan ina wa ni idojukọ lori dada ti o nfa alapapo agbegbe ati imugboroja igbona.Eyi ṣe abajade ni kiraki ti o le lẹhinna ṣe itọsọna nipasẹ gbigbe tan ina naa.Awọn kiraki le ṣee gbe ni aṣẹ m/s.O maa n lo ni gige gilasi.
Lilọ lilu dicing ti ohun alumọni wafers
Alaye siwaju sii: Wafer dicing
Iyapa ti awọn eerun microelectronic bi a ti pese sile ni iṣelọpọ ẹrọ semikondokito lati awọn ohun alumọni silikoni le ṣee ṣe nipasẹ ohun ti a pe ni ilana dicing lilọ ni ifura, eyiti o ṣiṣẹ pẹlu pulsed Nd: YAG laser, gigun ti eyiti (1064 nm) ti ni ibamu daradara si itanna. aafo band ti ohun alumọni (1.11 eV tabi 1117 nm).
Ige ifaseyin
Tun npe ni "sisun diduro gaasi gaasi", "ige ina".Ige ifaseyin dabi gige ògùṣọ atẹgun ṣugbọn pẹlu ina lesa bi orisun ina.Ti a lo pupọ julọ fun gige irin erogba ni awọn sisanra ju 1 mm lọ.Ilana yii le ṣee lo lati ge awọn apẹrẹ irin ti o nipọn pupọ pẹlu agbara ina lesa kekere.
Tolerances ati dada pari
Lesa cutters ni ipo deede ti 10 micrometers ati repeatability ti 5 micrometers.[Itọkasi ti nilo]
Standard roughness Rz pọ pẹlu sisanra dì, ṣugbọn dinku pẹlu lesa agbara ati gige iyara.Nigbati o ba ge irin kekere erogba pẹlu agbara lesa ti 800 W, roughness boṣewa Rz jẹ 10 μm fun sisanra dì ti 1 mm, 20 μm fun 3 mm, ati 25 μm fun 6 mm.
{\displaystyle Rz={\frac {12.528\cdot S^{0.542}}{P^{0.528}\cdot V^{0.322}}}}{\displaystyle Rz={\frac {12.528\cdot S^{0.542 }}{P^{0.528}\cdot V^{0.322}}}
Nibo: {\displaystyle S=}S= sisanra dì irin ni mm;{\ displaystyle P=}P= agbara lesa ni kW (diẹ ninu awọn gige ina lesa titun ni agbara laser ti 4 kW);{\displaystyle V=}V= Iyara gige ni awọn mita fun iṣẹju kan.[16]
Ilana yii ni agbara lati dani awọn ifarada to sunmọ, nigbagbogbo si laarin 0.001 inch (0.025 mm).Apakan geometry ati ohun darí ẹrọ ni pupọ lati ṣe pẹlu awọn agbara ifarada.Ipari dada aṣoju ti o waye lati gige ina ina lesa le wa lati 125 si 250 micro-inches (0.003 mm si 0.006 mm).[11]
Awọn atunto ẹrọ
Meji-pallet flying Optics lesa
Flying Optics lesa ori
Awọn atunto oriṣiriṣi mẹta wa ni gbogbogbo ti awọn ẹrọ gige lesa ile-iṣẹ: ohun elo gbigbe, arabara, ati awọn eto opiti fo.Iwọnyi tọka si ọna ti a ti gbe tan ina lesa lori ohun elo lati ge tabi ni ilọsiwaju.Fun gbogbo awọn wọnyi, awọn aake ti iṣipopada jẹ deede apẹrẹ X ati axis Y.Ti o ba ti gige ori le wa ni dari, o ti wa ni pataki bi awọn Z-apakan.
Awọn lasers ohun elo gbigbe ni ori gige ti o duro ati gbe ohun elo labẹ rẹ.Ọna yii n pese aaye igbagbogbo lati monomono laser si iṣẹ iṣẹ ati aaye kan lati eyiti o le yọ iyọkuro gige kuro.O nilo awọn opiki diẹ, ṣugbọn o nilo gbigbe iṣẹ-ṣiṣe naa.Ẹrọ ara yii duro lati ni awọn opiti ifijiṣẹ ina ina to kere julọ, ṣugbọn tun duro lati jẹ o lọra julọ.
Awọn lesa arabara n pese tabili kan ti o nrin ni ipo kan (nigbagbogbo ipo X) ati gbe ori si ọna ọna kukuru (Y).Eyi ṣe abajade ni gigun ọna ifijiṣẹ igbagbogbo tan ina diẹ sii ju ẹrọ opitiki ti n fo ati pe o le gba laaye eto ifijiṣẹ tan ina ti o rọrun.Eyi le ja si idinku agbara ipadanu ni eto ifijiṣẹ ati agbara diẹ sii fun watt ju awọn ẹrọ opiki fo.
Awọn lasers Optics Flying ẹya tabili iduro ati ori gige kan (pẹlu tan ina lesa) ti o gbe lori iṣẹ-iṣẹ ni awọn iwọn petele mejeeji.Flying Optics cutters pa awọn workpiece adaduro nigba processing ati igba ko beere ohun elo clamping.Ibi-iṣipopada naa jẹ igbagbogbo, nitorinaa awọn agbara ko ni ipa nipasẹ iwọn oriṣiriṣi ti workpiece.Awọn ẹrọ opiti ti n fo jẹ oriṣi ti o yara ju, eyiti o jẹ anfani nigba gige awọn iṣẹ ṣiṣe tinrin.[17]
Awọn ẹrọ opiti ti n fo gbọdọ lo diẹ ninu awọn ọna lati ṣe akiyesi ipari gigun tan ina iyipada lati aaye nitosi (sunmọ si resonator) gige si aaye ti o jinna (jina si resonator) gige.Awọn ọna ti o wọpọ fun iṣakoso eyi pẹlu ikojọpọ, awọn opiti adaṣe tabi lilo ipo gigun tan ina igbagbogbo.
Marun ati mẹfa-axis ero tun laye gige akoso workpieces.Ni afikun, awọn ọna pupọ lo wa ti iṣalaye tan ina lesa si iṣẹ-iṣẹ ti o ni apẹrẹ, mimu ijinna idojukọ to dara ati iduro nozzle, ati bẹbẹ lọ.
Pulsing
Awọn lasers pulsed eyiti o pese fifun agbara-giga ti agbara fun igba kukuru jẹ doko gidi ni diẹ ninu awọn ilana gige laser, pataki fun lilu, tabi nigbati awọn iho kekere tabi awọn iyara gige kekere ba nilo, nitori ti a ba lo tan ina lesa igbagbogbo, ooru le de aaye ti yo gbogbo nkan ti a ge.
Pupọ awọn lasers ile-iṣẹ ni agbara lati pulse tabi ge CW (igbi lilọsiwaju) labẹ iṣakoso eto NC (iṣakoso nọmba).
Awọn lesa pulse meji lo lẹsẹsẹ awọn orisii pulse lati mu iwọn yiyọ ohun elo dara ati didara iho.Ni pataki, pulse akọkọ yoo yọ awọn ohun elo kuro ni oke ati ekeji ṣe idiwọ ejecta lati faramọ ẹgbẹ iho tabi ge.[18]
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹta-16-2022