دستگاه لیزر برش و حکاکی با دقت، سرعت و تطبیق پذیری خود انقلابی در صنعت تولید ایجاد کرده اند. آنها یک روش غیر تماسی برای برش طیف گسترده ای از مواد با دقت، سازگاری و تکرارپذیری بالا ارائه می دهند. در این مقاله به بررسی اصول اولیه دستگاه های برش لیزری، مزایا، کاربردها و انواع آن ها می پردازیم.
دستگاه های برش لیزر نوعی ماشین آلات صنعتی هستند که برای برش مواد با پرتو لیزر استفاده می شوند. آنها در انواع کاربردهای صنعتی، از برش ورق فلز تا ایجاد طرح های پیچیده در چوب و سایر مواد استفاده می شوند. دستگاه های برش لیزری قادر به برش طیف وسیعی از مواد از جمله فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، مس، برنج و سایر فلزات و همچنین پلاستیک، چوب و مواد دیگر هستند.
Q-switch Acousto-Optic برای تولید پالس های کوتاه مدت، پیک های قدرت بالا با استفاده از لیزر Nd: YAG (CW) Nd: YAG استفاده می شود. یک لیزر Q-switched می تواند برنامه های زیادی را انجام دهد که برای سیستم لیزر CW غیر ممکن است. به عنوان مثال، در برش مقاومت، یک لایه نازک از مواد مقاوم باید بدون آسیب رساندن زیر بستر تبخیر شود. پالس های کوتاه و شدید از یک لیزر Q-switched به راحتی می توانید این کار را انجام دهید، در حالی که با یک پرتو مداوم، قدرت مورد نیاز برای تبخیر فیلم مقاومت، آسیب های گرما را به بستر می دهد.
گریت آلومینیوم یتیم (Nd: YAG) دارای نودیمیم دوبعدی است که رایج ترین حالت تهیه حالت جامد برای کاربردهای پردازش مواد است. Nd: YAG دارای بازده جذب نوری نسبتا خوب و بازده تبدیل، آستانه پایه پایین و تخریب حرارتی خوب برای عملیات با قدرت بالا است.
استفاده از محافظ لنز ارزان قیمت برای محافظت از لنز از چلپ چلوپ و باقی مانده برای بیشتر برنامه های Nd: YAG توصیه می شود. این محافظ های لنز معمولا از کوارتز ارزان قیمت یا پریکس ساخته می شوند و در دسترس یا بدون پوشش ضد انعطاف پذیر هستند.
لنزهای Nd: YAG در سیستم های لیزر مورد استفاده قرار می گیرند تا تمام قدرت پرتو را به یک نقطه بسیار کوچک متصل کند که باعث تولید تراکم انرژی بالا مورد نیاز برای برش، جوشکاری یا حفاری بسیاری از مواد آلیاژی بالا می شود. همچنین اندازه کوچک نقطه متمرکز مهم است، زمانی که ناحیه های آسیب دیده و آسیب پذیری مورد نیاز است یا هنگام حفاری سوراخ های بسیار کوچک قطر.
لامپ های فلش لیزری یا لامپ های لیزری تخلیه گاز به طور معمول به عنوان منبع پمپ نوری برای لیزرهای جامد استفاده می شود. دو دسته اصلی لامپ پمپ های لیزر عبارتند از: لامپ های قوس DC برای پمپاژ مداوم و لامپ های فلورسنت لیزری برای پمپاژ پالسی. هر دو دارای روشنایی بالا، قابلیت توان بالا، عمر طولانی مدت و هزینه کم در هر ساعت عملیات می باشند.
در هر سیستم لیزر Nd: YAG، آینه ها یکی از مهمترین اجزاء هستند. طراحی و تولید آینه های لیزر برای تولید، نگهداری و ارائه پرتو لیزر با کیفیت بالا ضروری است. دو دسته اصلی از آینه های لیزر وجود دارد: داخلی و خارجی. آینه داخلی، همچنین به عنوان آینه "رزوناتور" یا "حفره" شناخته می شود، برای تولید، نگهداری و تقویت پرتو لیزر با تشکیل یک رزوناتور بازتابنده در اطراف کریستال Nd: YAG استفاده می شود. آینه های خارجی برای ارائه پرتو لیزر استفاده می شود. اکثر آینهها دارای سطوح بازتابندهی مسطح هستند، اما برخی از آنها دارای سطوح منحنی طراحی شده برای کاهش واگرایی پرتو است. طراحی مواد بستر و پوشش یک آینه لیزر Nd: YAG عمدتا به واسطه عملکرد مورد نظر آن تعیین می شود.
لیزر آلومینیوم یتریم نودیمیم (Nd: YAG) یک لیزر جامد است که در آن Nd: YAG به عنوان یک لیزر استفاده می شود. این لیزرها در زمینه پزشکی و علمی برای پروسه هایی مانند جراحی لیزیک و اسپکتروسکوپی لیزر کاربرد زیادی دارند. Nd: YAG لیزر یک سیستم لیزر چهار درجه ای است که به این معنی است که چهار سطح انرژی در عمل لیزر دخیل هستند. این لیزرها در هر دو حالت پالس و مداوم عمل می کنند.
