Bài thuyết trình nhóm 7. pptx

Gia công chùm tia laser là quá trình xử lý nhiệt trong đó tia laser được dùng làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu.. Năng lượng xung của nó không lớn, nhưng nó được hội tụ trong một chùm t

BÀI THUYẾT TRÌNH

PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG TIA

LASER

NỘI DUNG BUỔI THUYẾT TRÌNH

I Khái niệm và các tia lazer đầu tiên II.Nguyên lý gia công chùm tia lazer.

1, nguyên lý gia công

2, cấu tạo máy lazer

NỘI DUNG BUỔI THUYẾT TRÌNH

I Khái niệm và các tia lazer đầu tiên II.Nguyên lý gia công chùm tia lazer.

1, nguyên lý gia công

2, cấu tạo máy lazer

I.KHÁI NIỆM & CÁC TIA LASER ĐẦU TIÊN

LASER (light Amplification Simulated Emission of Radiation)

Laser nghĩa là quá trình khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ

cưỡng bức.

Gia công chùm tia laser là quá trình xử lý nhiệt trong đó tia

laser được dùng làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu.

Máy tia laser là máy cắt bằng tia sáng hoạt động theo chế độ xung

Năng lượng xung của nó không lớn, nhưng nó được hội tụ trong một chùm tia có đường kính khoảng 0.01 mm và phát ra trong khoảng thời gian một phần triệu giây tác động vào bề mặt chi tiết gia công, nung nóng, làm chảy và bốc hơi vật liệu

Tia laser đầu tiên được phát minh vào tháng 5 năm 1960 bởi

Maiman Nó là loại laser hồng ngọc (rắn)

Laser uranium đầu tiên bởi phòng thí nghiệm IBM (tháng 11 năm 1960).

Laser khí Helium-Neon đầu tiên bởi Phòng thí nghiệm Bell vào năm 1961.

Laser bán dẫn đầu tiên bởi Robert Hall ở phòng thí nghiệm

General Electric năm 1962

MỘT SỐ TIA LASER ĐẦU TIÊN

Trong lĩnh vực gia công kim loại thường dùng laser rắn vì công

suất chùm tia tương đối lớn và có kết cấu thuận tiện

Để sử dụng gia công vật liệu, laser phải có đủ năng lượng Người

ta thường dùng các laser sau để gia công vật liệu: laser CO2, laser Nd-YAG hoặc laser Nd-thủy tinh và laser excimer.

Laser hóa năm 1965, laser khí kim loại năm 1966,…

Laser khí CO2 và Nd:YAG đầu tiên bởi phòng thí nghiệm Bell năm 1964.

II.Nguyên lý gia công chùm tia laser 1 Nguyên lý gia

Năng lượng của chùm tia laser tập trung vào phần nhỏ của chùm tia laser làm cho phần vật liệu

đó nóng chảy

và bay hơi đi

Gia công bằng tia laser được sử dụng trong khoan, xẻ rãnh, cắt, tạo hình….

Hình1: Sơ đồ nguyên lý tạo tia laser

Thanh Rubi(hồng ngọc) được cuốn quanh 1 ống

kim loại phát sáng bằng kim loại xênon.

Thành trong của hộp có tính phản xạ cao.

Do phản xạ, ánh sáng phát ra từ ống phát sáng được rọi vào thanh Rubi làm nó cộng hưởng và

phát ra tia laser.

Chùm tia laser đi qua thấu kính hội tụ nên tặp chung vào điểm cần gia công trên bề mặt chi tiết gây ra va đập làm

cho vật liệu bộc hơi và sói mòn

Tia laser nhằm để cắt các khe hẹp, khoan lỗ nhỏ

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của

-QUÁ TRÌNH TÁC DỤNG CỦA CHÙM TIA LASER VÀO VỊ TRÍ GIA CÔNG ĐƯỢC CHIA RA CÁC GIAI ĐOẠN SAU:

Vật liệu gia công hút năng lượng của chùm tia laser và chuyển năng lượng này thành nhiệt

năng

Đốt nóng vật liệu gia công tới nhiệt độ có thể phá hỏng vật liệu

đó

Phá hỏng vật liệu gia công và đẩy chúng ra khỏi vùng

gia công

Vật liệu gia công nguội dần sau khi chùm tia laser tác dụng xong

2 CẤU TẠO MÁY LASER.

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý máy khoan laser.

MÁY PHÁT LASER ĐỂ GIA CÔNG KIM LOẠI ĐƯỢC CẤU TẠO BỞI 3 PHẦN CHÍNH SAU:

- Đầu phát laser

- Bộ phận cung cấp điện và điều khiển

- Bộ phận gá đặt chi tiết gia công

Trong đó đầu phát laser bao gồm các thành phần sau:

- Buồng công tác trong đó đặt chất kích thích để tạo tia laser

Hình 4: Cắt bằng tia lazer

Video: Cắt vải bằng lazer

Hình 6: Cắt bằng tia lazer

Video: lazer cắt đĩa CD

Hình 7: Cắt bằng tia lazer

III THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ

Máy phát

Tia laser

Cửa sổ

áng chứa khí Ốáng chứa khí

Gương phản xạ

Hình 8 Sơ đồ nguyên lý laser khí

HÌNH 9 SƠ ĐỒ MÁY LASER RẮN

Đèn kích thích

Thấu kính

Chi tiết

Chùm tia hội tụ

trên chi tiết

ống xả hay bộ dao

động quang học

Đầu phản xạ có

gương ở cuối

đường zíc-zắc

Tia laseer đi ra

Sơ đồ cấu tạo của thiết bị phát Laser

RubyĐèn Xenon Dây dẫn điện

Gương phản xạ

95%

Tinh thể Ruby

Tia laser

Lỗ trống Cặp lỗ trống điện tử

Hình 10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động laser bán dẫn

HÌNH 11: MỘT SỐ LOẠI MÁY GIA CÔNG BẰNG

TIA LASER :

Hình 12: một số loại máy gia công bằng tia lazer

2.MỘT SỐ MÁY PHÁT LASER:

Hình 13: Máy laser He- Ne.

Hình 14 Máy tạo laser năng lượng cao HL 4006 D.

Hình 15: Máy lazer nero1

Hình 16: Sơ đờ nguyên lý máy phát laser.

5 10

4

6

7 8

9

2 3 1

1.Bộ cung cấp và điều khiển điện.

2.Buồng phản xạ ánh sáng 3.Đèn phát xung.

4.Thanh hồng ngọc.

5.Gương phản xạ toàn phần 6.Gương phản xạ bán phần 7.Thấu kính hội tụ.

8.Chi tiết.

9.Bàn gá.

10.Tế bào quang điện.

IV.THƠNG SỐ CHUNG

là 6000 W.s và đỉnh cao của công suất là 5000 W

được các vật liệu có đường kính từ 100 m đến 250

m.

kính lớn gấp 40 lần cường độ ánh sáng mặt trời.

lăng kính hội tụ và hệ thống điều chỉnh cơ khí, khi đó có thể gia công được các lỗ hay rãnh có đường kính từ 2 đến 5 m.

Vật liệu Chiều dày

Chất dẻo < 4,0 2 lần đường kính tia

Các bề rộng cắt điển hình khi

cắt bằng laser CO2

CÁC GIÁ TRỊ ĐỘ NHÁM BỀ MẮT

KHI CẮT LASER VỚI OXY

V.ĐẶC DIỂM VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG:

a u điểm: Ưu điểm:

 Không cần dùng buồng chân không

 Không có vấn đề tích điện trong môi trường

 Không có phóng xạ Rơn ghen

 Cĩ khả năng làm việc trong mơi trương khơng khí, khí trở, chân khơng hoặc ngay cả trong chất lỏng hay chất rắn truyền quang

 Cĩ thể gia cơng tất cả vật liệu

 Khơng cĩ sự tác dụng trực tiếp giữa dụng cụ và phơi

 Phù hợp với các cơng việc cắt vật liệu ceramic và các vật liệu

bị phá hủy nhanh do nhiệt độ

 Sự chính xác và khả năng gia công các lỗ nhỏ và đường cắt chuẩn xác với biến dạng xung quanh vùng gia công ít.

 Thời gian tồn tại của xung gia công ngắn do đó năng suất cao

 Có khả năng tạo ra các rãnh rất hẹp

 Chế độ gia công êm hơn các gia công khác

b.Nhược điểm:

 Hi u su t ệu suất ất thấp (khoảng 1%)

 Khĩ điều chỉnh cơng suất ra

 Khả năng điều chỉnh độ lệch tia kém hơn tia điện tử

 Đường kính nhỏ nhất của điểm chất sáng phụ thuộc vào bước sĩng ánh sáng

 Cĩ kỹ thuật cao, đầu tư lớn

 Gía thành cao

 Cần phải xác định chính xác điểm gia cơng

 Sự phá hủy vì nhiệt cĩ ảnh hưởng tới phơi

c Phạm vi ứng dụng:

 Trong công nghiệp, laser được sử dụng vào việc hàn, khoan, cắt v.v các loại vật liệu có độ nóng chảy cao kể cả phi kim.

 Các rãnh nơng, chạm khắc các dụng cụ đo và các chi tiết thép, khắc logo trên vật liệu kim loại và phi kim.

 Gia cơng các chi tiết cực nhỏ.

 Gia cơng vi laser cho phép cắt ở kích thước rất nhỏ các loại vật liệu như: kim cương, thủy tinh, ceramic, polymer mềm mà các phương pháp khác khĩ gia cơng.

 Nhiệt luyện, chẳng hạn tơi cứng các bề mặt bánh răng hoặc mặt trụ.

 Tạo mẫu nhanh.

 Cân bằng động lực cho các động cơ chuyển động với các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao không có lệch tâm của chi tiết

chuyển động quay việc cân bằng, bằng cách cho bay hơi vật

liệu thừa làm mất cân bằng chi tiết

 Laser còn được dùng để kiểm tra chất lượng các sản phẩm

đúc, kiểm tra độ tinh khiết của chất lỏng hoặc khí, các sản

MỘT SỐ SẢN PHẨM CỦA GIA CÔNG BẰNG

MỘT SỐ CLIP LIÊN QUAN ĐẾN GIA CÔNG BẰNG

TIA LASER: