Laserové řezání mědi, hliníku a jejich slitin
Při řezání laserem je laser s vysokou hustotou energie zaostřen zaostřovací čočkou a ozařuje obrobek. Část světelné energie je absorbována a druhá část světelné energie je odražena obrobkem. Odražený laser se v okamžiku dopadu vrací do vnitřku laseru po optické dráze, což způsobí výkonovou nestabilitu laseru a dokonce jej poškodí. Řezání laserem je přerušeno a nelze provést běžné zpracování.
Měď i hliník mají vlastnosti vysoké odrazivosti, extrémně nízké absorpce laseru a dobré tepelné vodivosti. Proto, když laser ozařuje tento druh materiálu, je absorbována pouze malá část energie a většina energie se odrazí zpět. Zároveň rychle předá teplo ozařované části okolí. To činí laserové řezání mědi, hliníku a jejich slitin extrémně obtížné nebo dokonce nemožné.
Různá vlnová délka absorpce laseru je různá
Přestože je nasákavost mědi, hliníku a jejich slitin k laseru velmi nízká, dobré je, že se změnou vlnové délky laseru se změní i absorpce. Podle výzkumu absorpce materiálů při ozařování lasery o různých vlnových délkách lze zjistit, že měděné hliníkové materiály mají nejnižší absorbci laserů v blízkosti vlnové délky 10 mikronů, takže oxid uhličitý laser s vlnovou délkou 10,6 mikronů není vhodný pro řezání takových materiálů, což povede k nízké kvalitě řezání a poškození samotného laseru. Ve skutečnosti je většina vysoce výkonných laserových zrcadel s oxidem uhličitým vyrobena z mědi na tomto principu.
Když je vlnová délka laseru kolem 355 nm a 532 nm, bude absorpce mědi a hliníku výrazně vyšší. Vzhledem k nízkému výkonu tohoto druhu laseru je však rychlost řezání laserem nízká a tlusté materiály nelze zpracovávat. I při zpracování extrémně tenké měděné fólie a hliníkové fólie je efekt zpracování dobrý, ale náklady jsou také vysoké.
Pouze když je vlnová délka laseru kolem 1070 nm, je vysoká nejen míra absorpce mědi a hliníku, ale také výstupní výkon vláknového laseru je velký. Je to ideální laserový pás pro řezání měděných a hliníkových materiálů. Vláknový laser navíc nevyžaduje údržbu, s vysokou účinností fotoelektrické konverze a relativně úsporou energie, takže se stal nejlepší volbou pro laserové řezání mědi a hliníkových slitin.
Výhody a opatření vláknového laserového řezání mědi a hliníku
Při použití vláknového laseru k řezání mědi, hliníku a jejich slitinových materiálů má výhody vysokou rychlost zpracování, malé zatížení galvanometru, rychlou rotaci a vysokou účinnost při zpracování složité grafiky; Může realizovat zpracování z role na roli a online zpracování materiálů; Okraj zpracovávaného obrobku je plochý a tepelně ovlivněná oblast je velmi malá; Lze realizovat flexibilní obrábění a styl řezání lze snadno změnit změnou grafiky obrábění; Spotřebovává méně elektrické energie a nepotřebuje další spotřební materiál.
Pokud jde o problém poškození laseru odraženým laserem, který se vrací k laseru v opačném směru, než je dopadající optická dráha, lze použít následující metody: nejprve zvolit laser s funkcí antireflexe. Když se laser odrazí zpět k laseru, energie bude absorbována, aby se zabránilo jeho vstupu do laserového rezonátoru, aby byl chráněn normální provoz laseru. Druhým je použití speciální technologie, která zabrání návratu laseru do laseru podél optické dráhy. Konečně lze použít speciální procesy pro zvýšení míry absorpce materiálů a urychlení procesu laserové perforace a laserového řezání.