gia công tia laze

Gia Công Tia Laser Là Gì? Phân Loại Và Cách Làm Việc

Gia Công Tia laser Là Gì?

Gia công bằng chùm tia laser (LBM) là một hình thức gia công sử dụng nhiệt dẫn từ một chùm tia laser. Quá trình này sử dụng năng lượng nhiệt để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt kim loại hoặc phi kim loại. Ánh sáng đơn sắc có tần số cao sẽ rơi trên bề mặt sau đó làm nóng, nóng chảy và hóa hơi vật liệu do sự cản trở của các photon.

Gia công bằng chùm tia laser thích hợp nhất cho các vật liệu giòn với độ dẫn điện thấp nhưng có thể được sử dụng trên hầu hết các vật liệu.

Gia công bằng tia laser có thể được thực hiện trên kính mà không làm nóng chảy bề mặt. Với thủy tinh cảm quang, tia laser làm thay đổi cấu trúc hóa học của thủy tinh cho phép nó được khắc một cách có chọn lọc. Kính còn được gọi là kính gia công ảnh.

Ưu điểm của kính gia công ảnh là nó có thể tạo ra các bức tường thẳng đứng chính xác và kính nguyên bản phù hợp cho nhiều ứng dụng sinh học như chất nền để phân tích di truyền.

gia công tia laze

Định Nghĩa Về Gia Công Tia laser

Gia công bằng tia laser là một phương pháp gia công phi thông thường, trong đó hoạt động được thực hiện bằng ánh sáng laser. Ánh sáng laser có tác động nhiệt độ tối đa lên phôi; do nhiệt độ cao, phôi bị nóng chảy. Quá trình sử dụng năng lượng nhiệt để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt kim loại.

Phân Loại Laser

Có nhiều loại laser khác nhau bao gồm laser khí, laser trạng thái rắn, và excimer.

Một số loại khí được sử dụng phổ biến nhất bao gồm; Laser He-Ne, Ar và Carbon dioxide.

Laser trạng thái rắn được thiết kế bằng cách pha tạp một nguyên tố hiếm vào các vật liệu chủ khác nhau. Không giống như laser khí, laser thể rắn được bơm quang học bằng đèn nháy hoặc đèn hồ quang. Ruby là một trong những vật liệu chủ được sử dụng thường xuyên trong loại tia laser này.

Laser ruby ​​là một loại laser trạng thái rắn có môi trường laser là một tinh thể ruby ​​tổng hợp. Thanh ruby ​​tổng hợp được bơm quang học bằng cách sử dụng đèn flash xenon trước khi nó được sử dụng làm phương tiện laser hoạt động.

YAG là tên viết tắt của garnet nhôm yttrium, là các tinh thể được sử dụng cho laser trạng thái rắn trong khi Nd: YAG đề cập đến các tinh thể garnet nhôm yttrium pha tạp neodymium được sử dụng trong laser trạng thái rắn làm trung gian laser.

Laser YAG phát ra một bước sóng ánh sáng có năng lượng cao. Nd: thủy tinh là phương tiện khuếch đại pha tạp neodymium được làm bằng vật liệu silicat hoặc photphat được sử dụng trong laser sợi quang.

Các Bộ Phận Của Máy Gia Công Tia laser

1. Nguồn Cung Cấp

Cần có điện áp cao cho Laser. Năng lượng được cung cấp cho hệ thống để thoát ra khỏi electron. Khi nguồn điện được cung cấp, electron sẽ ở trạng thái kích thích có nghĩa là sẵn sàng hoạt động.

2. Đèn Nháy

Đèn nháy được sử dụng để cung cấp ánh sáng trắng và mạch lạc trong thời gian rất ngắn.

3. Tụ Điện

Nói chung, chúng ta biết công việc của tụ điện, nó được sử dụng để lưu trữ và giải phóng điện tích. Ở đây nó được sử dụng trong quá trình nhấp nháy.

4. Gương Phản Chiếu

Ở đây, một Gương phản chiếu được sử dụng để phản chiếu ánh sáng trực tiếp đến phôi. Nó có hai loại bên trong và bên ngoài.

5. Lense

Ống kính được cung cấp ở đây cho mục đích thị lực. Nó hiển thị hình ảnh ở kích thước lớn hơn để có thể dễ dàng thực hiện thao tác trên dấu phôi đã cho.

6. Phôi

Phôi gia công giống như đối tượng mà hoạt động sẽ được thực hiện. Ví dụ, nếu cơ thể cần bất kỳ hoạt động laser nào thì chúng ta là phôi cho máy này, giống như sản xuất các vật thể cần được khoan hoặc lỗ mà máy Laser thực hiện hoạt động.

Nguyên Lý Làm Việc Của Gia Công Tia laser

Trong quá trình này, Tia Laser được gọi là ánh sáng đơn sắc, được tạo ra để hội tụ vào phôi được gia công bằng thấu kính để tạo ra mật độ năng lượng cực cao để làm tan chảy và hóa hơi bất kỳ vật liệu nào.

Tinh thể laser (Ruby) có dạng hình trụ như trong hình trên hoặc Sơ đồ với các đầu phản xạ phẳng được đặt trong một cuộn dây đèn chớp công suất khoảng 1000W.

Đèn Flash được mô phỏng với ánh sáng trắng cường độ cao từ Xenon. Pha lê bị kích thích và phát ra chùm tia laser được hội tụ vào phôi bằng cách sử dụng thấu kính.

Chùm tia được tạo ra cực kỳ hẹp và có thể hội tụ đến một khu vực chính xác với mật độ công suất là 1000 kW / cm2. Phần nào tạo ra nhiệt lượng lớn và phần kim loại bị nóng chảy và hóa hơi.

Các Ứng Dụng Của Gia Công Bằng Tia laser

Laser có thể được sử dụng để hàn , ốp, đánh dấu, xử lý bề mặt, khoan và cắt trong các quy trình sản xuất khác. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp ô tô, đóng tàu, hàng không vũ trụ, thép , điện tử và y tế để gia công chính xác các bộ phận phức tạp.

Hàn laser có ưu điểm là nó có thể hàn với tốc độ lên đến 100 mm / s cũng như khả năng hàn các kim loại khác nhau. Lớp phủ laser được sử dụng để phủ các bộ phận rẻ tiền hoặc yếu bằng vật liệu cứng hơn nhằm cải thiện chất lượng bề mặt. Khoan và cắt bằng tia laser có ưu điểm là ít hoặc không làm mòn dụng cụ cắt vì không tiếp xúc gây hư hỏng.

Phay bằng laser là một quá trình ba chiều đòi hỏi hai tia laser, nhưng cắt giảm đáng kể chi phí của các bộ phận gia công. Laser có thể được sử dụng để thay đổi các đặc tính bề mặt của phôi.

Các thiết bị gia công bằng chùm tia laser khác nhau tùy thuộc vào ngành công nghiệp. Trong sản xuất nhẹ, máy được sử dụng để khắc và khoan các kim loại khác. Trong công nghiệp điện tử, gia công bằng chùm tia laser được sử dụng để tuốt dây và bỏ qua các mạch. Trong ngành y tế, nó được sử dụng để phẫu thuật thẩm mỹ và tẩy lông.

Ưu Điểm Của Gia Công Bằng Tia laser

  • Vì các tia của chùm tia laser là đơn sắc và song song (tức là không có hiệu ứng) nên nó có thể được hội tụ đến một đường kính nhỏ và có thể tạo ra công suất lên tới 100 MW cho một milimét vuông diện tích.
  • Gia công bằng tia laser có khả năng khắc hoặc cắt gần như tất cả các vật liệu, nơi mà các phương pháp cắt truyền thống có thể bị thiếu hụt.
  • Có một số loại laser, và mỗi loại có những cách sử dụng khác nhau.
  • Chi phí duy trì laser thấp vừa phải do tỷ lệ hao mòn thấp, do không có tiếp xúc vật lý giữa dụng cụ và phôi.
  • Quá trình gia công được cung cấp bởi chùm tia laser có độ chính xác cao và hầu hết các quá trình này không yêu cầu hoàn thiện thêm.
  • Chùm tia laser có thể được ghép nối với khí để giúp quá trình cắt hiệu quả hơn, giúp giảm thiểu quá trình oxy hóa bề mặt và / hoặc giữ cho bề mặt phôi không bị chảy hoặc hóa hơi.

Nhược Điểm Của Gia Công Bằng Tia laser

  • Chi phí ban đầu để có được một chùm tia laser vừa phải cao. Có rất nhiều phụ kiện hỗ trợ trong quá trình gia công, và vì hầu hết các phụ kiện này đều quan trọng như bản thân chùm tia laser nên chi phí gia công khi khởi động sẽ tăng thêm.
  • Xử lý và bảo trì gia công đòi hỏi những cá nhân được đào tạo chuyên sâu. Việc vận hành chùm tia laser tương đối mang tính kỹ thuật và có thể cần phải có dịch vụ của chuyên gia.
  • Chùm tia laser không được thiết kế để sản xuất các quá trình kim loại hàng loạt.
  • Gia công bằng tia laser tiêu tốn nhiều năng lượng.
  • Khó cắt sâu với phôi có nhiệt độ nóng chảy cao và thường gây ra côn.

Câu Hỏi Thường Gặp.

Gia Công Tia laser Là Gì?

Gia công bằng chùm tia laser (LBM) là một hình thức gia công sử dụng nhiệt dẫn từ một chùm tia laser. Quá trình này sử dụng năng lượng nhiệt để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt kim loại hoặc phi kim loại.

Ưu Điểm Của Gia Công Bằng Tia Laser Là Gì?

Ưu điểm chính của gia công bằng chùm tia laser là dễ tự động hóa đối với các mẫu cắt phức tạp, không gây mòn và đứt dụng cụ, khả năng cắt ở các góc nông và tốc độ cắt nhanh. Vì nó là một quá trình không tiếp xúc, truyền năng lượng giữa tia laser và vật liệu xảy ra thông qua chiếu xạ.

Laser Nào Được Sử Dụng Trong Gia Công Bằng Tia Laser?

Các loại laser được sử dụng để gia công bằng chùm tia laser: Các loại laser khí như CO2 và laser excimer, cùng với các laser trạng thái rắn như laser Nd: YAG và YAG và laser femto giây, là một số loại laser phổ biến nhất.

Nguyên Lý Gia Công Bằng Tia laser Là Gì?

Tập trung vào phôi để cơ khí hóa chùm tia laser này được tạo ra. Khi chùm tia laser chạm vào bề mặt của W / P, năng lượng nhiệt của chùm tia laser được truyền đến bề mặt của W / P. Nó nóng lên, nóng chảy, bay hơi và cuối cùng làm cho vật liệu trở thành phôi.

Đặc Điểm Của Chùm Tia laser Là Gì?

Trong Chương 1, người ta đã phát biểu rằng các tính chất đặc trưng nhất của chùm tia laser là (i) tính đơn sắc, (ii) tính liên kết (không gian và thời gian), (iii) tính định hướng, (iv) độ sáng.

Vật Liệu Laser Nào Được Sử Dụng Trong Quá Trình LBM?

Có một số loại laser được phát triển ở loại trạng thái rắn, trong đó Nd: YAG được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng LBM. Các tia laser thể rắn như Nd: YAG, ruby ​​và Nd-glass được sử dụng nhiều để gia công các vật liệu kim loại. Laser Nd: YAG cũng có thể được sử dụng cho vật liệu gốm.

Sản Xuất Laser Là Gì?

Sản xuất dựa trên laser hiện đang được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để xử lý các loại vật liệu khác nhau, từ gốm sứ đến polyme và tất cả các cách cho kim loại. Những tiến bộ trong công nghệ laser đã cho phép xử lý laser trên hầu hết mọi vật liệu với độ chính xác và hiệu quả chưa từng có.

Gia Công Bằng Tia Laser Có Yêu Cầu Chân Không Trong Toàn Bộ Hoạt Động Không?

Giải thích: Gia công bằng tia laser linh hoạt hơn và có thể được sử dụng cho kim loại cũng như phi kim loại. Nó không yêu cầu môi trường chân không. Giải thích: Trong quy trình gia công bằng chùm tia laser, vùng bị ảnh hưởng nhiệt có diện tích nhỏ hơn so với các quy trình gia công thông thường khác.

Có Những Loại Laser Nào?

Dựa trên phương tiện khuếch đại của chúng, laser được phân loại thành năm loại chính:

  • Laser khí.
  • Laser thể rắn.
  • Laser sợi quang.
  • Laser lỏng (Dye Lasers)
  • Laser bán dẫn (Điốt Laser)

Nêu Tính Chất Chính Và Ứng Dụng Của Chùm Tia laser?

Laser là một thiết bị chiếu một chùm ánh sáng hẹp tập trung cao được khuếch đại bằng cách sử dụng bức xạ kích thích. Tia laser có ba thuộc tính: tính đồng biến, tính chuẩn trực và tính chất đơn sắc. Ba đặc tính này của laser tạo ra một tiêu điểm nhỏ có công suất mạnh.

Những Vật Liệu Nào Có Thể Được Gia Công Bằng Cách Sử Dụng Tia laser?

Gia công bằng chùm tia laser không phụ thuộc vào bản chất dẫn điện của phôi. Nó có thể gia công nhiều loại vật liệu từ nhựa đến kim cương. Gia công bằng tia laser cung cấp một loạt các kỹ thuật xử lý vật liệu khác nhau, từ khoan, cắt, tạo rãnh, vẽ nguệch ngoạc, đánh dấu, làm sạch và tiện, v.v.

Tại Sao Không Thể Sử Dụng Gia Công Bằng Tia laser Cho Các Lỗ Lớn Hơn?

Bức xạ laser vượt quá một mật độ công suất nhất định tạo ra sự nóng chảy và hóa hơi của vật liệu và phóng ra các hạt rắn. Với đường kính và độ sâu của lỗ ngày càng tăng, các hạt rắn phun ra sẽ tan chảy và lắng đọng trên thành và đáy của lỗ, do đó không thích hợp cho việc khoan lỗ sâu.

Chi Phí Vận Hành Của Các Máy Sử Dụng Trong Gia Công Bằng Tia laser Như Thế Nào?

Gia công rất nhanh và thời gian thiết lập tiết kiệm trong gia công bằng tia laser.

Chi Phí Vận Hành Của Các Máy Sử Dụng Trong Gia Công Bằng Tia Laser Như Thế Nào?

Chi phí vận hành của máy móc trong LBM thấp nhưng bản thân chi phí thiết bị lại có giá thành cao.

Công Nghệ Laser Dùng Làm Gì?

Các thiết bị laser sử dụng ánh sáng để lưu trữ, truyền hoặc in hình ảnh và văn bản; chúng cũng được sử dụng trong một loạt các ứng dụng khác, bao gồm cả phẫu thuật và vũ khí. Bức xạ kết hợp của tia laser mang lại cho nó sức mạnh đặc biệt.

Các Ứng Dụng Của Gia Công Laser Là Gì?

Laser có thể được sử dụng để hàn, ốp, đánh dấu, xử lý bề mặt, khoan và cắt trong các quy trình sản xuất khác. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp ô tô, đóng tàu, hàng không vũ trụ, thép, điện tử và y tế để gia công chính xác các bộ phận phức tạp.

Chùm Tia Điện Tử Có Được Sử Dụng Trong Gia Công Bằng Tia laser Không?

Một chùm electron hội tụ cường độ cao được sử dụng để cung cấp nhiệt cho quá trình loại bỏ vật chất. Một chùm tia laser cường độ cao (các photon kết hợp) được sử dụng để cung cấp nhiệt cho quá trình loại bỏ vật liệu.

Ai Là Người Phát Minh Ra Chùm Tia laser?

Theodore Maiman của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hughes, với tia laser hoạt động đầu tiên. Theodore Maiman đã phát triển tia laser hoạt động đầu tiên tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu Hughes vào năm 1960, và bài báo của ông mô tả hoạt động của tia laser đầu tiên được xuất bản trên tạp chí Nature ba tháng sau đó.

Laser Loại 3 Là Gì?

Laser loại 3 là laser công suất trung bình hoặc hệ thống laser yêu cầu các biện pháp kiểm soát để ngăn chặn việc xem chùm tia trực tiếp. Các biện pháp kiểm soát nhấn mạnh việc ngăn ngừa sự tiếp xúc của mắt với chùm tia phản xạ chính hoặc đặc biệt.

LBM Có Phải Là Một Hạn Chế?

LBM chỉ áp dụng cho các phần mỏng và khi loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu. Việc kiểm soát kích thước lỗ gặp khó khăn. Các lỗ được khoan có thể có hình dạng côn nhẹ, do đó không thích hợp cho các lỗ lớn.

Chùm Tia laser Được Phát Minh Khi Nào?

Tháng 12 năm 1958: Phát minh ra Laser. Thỉnh thoảng, một bước đột phá khoa học xuất hiện có tác động cách mạng đến cuộc sống hàng ngày. Một ví dụ về điều này là phát minh ra laser, viết tắt của sự khuếch đại ánh sáng bằng cách phát bức xạ kích thích.

Laser Có Thể Cắt Kim Loại Không?

Tia laser có thể cắt qua nhiều vật liệu và thường được sử dụng trên một số loại kim loại nhất định – cụ thể là thép cacbon, thép nhẹ, thép không gỉ, hợp kim thép và nhôm.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Gọi ngay!