Ứng dụng laser trong khoan cắt vật liệu

Ứng dụng lazer khoan cắt vật liệu Thành viên nhóm Tống Viết Thanh Hiếu K1000995 Trần Thy Khoa K1001568 Nguyễn Thế Trung K1003660 Nội dung I Lịch sử hình thành nguồn phát laser khoan cắt II.Cấu tạo tính chất laser III.Ngun lý gia cơng chùm tia laser IV.Các loại thiết bị dụng cụ Laser cắt kim loại Laser khoan kim loại IV Đặc điểm phạm vi sử dụng I.Lịch sử hình thành laser • Để sử dụng gia cơng vật liệu, laser phải có đủ lượng Người ta thường dùng laser sau để gia cơng vật liệu: laser CO2, laser Nd-YAG laser Nd-thủy tinh laser excimer II Cấu tạo tính chất laser Cấu tạo Tia laser 2 Tính chất • Độ định hướng cao: tia laser phát song song có khả chiếu xa hàng nghìn km mà khơng bị tán xạ Chùm sáng laser khơng tính song song hiệu ứng nhiễu xạ, định bước sóng ánh sáng độ lối • Tính đơn sắc cao: chùm sáng phát có màu hay bước sóng Đây tính chất đặc biệt mà khơng có chùm sáng khác có • Tính kết hợp: đồn sóng laser trải dài đến hàng trăm km, điều có nghĩa vân giao thoa tạo thành chồng chất chùm sóng riêng biệt có hiệu quang trình cỡ khoảng cách nói II.Ngun lý gia cơng chùm tia laser • Laser khuyết đại ánh sáng xạ • Loại vật liệu gia cơng chùm tia laser khơng phụ thuộc vào độ dài sóng • Năng lượng chùm tia laser tập trung vào phần nhỏ chùm tia laser làm cho phần vật liệu bay • Gia cơng tia laser sử dụng khoan, xẻ rãnh, cắt, tạo hình… • Như vậy, gia cơng chùm tia laser q trình xử lý nhiệt tia laser dùng làm nóng chảy bốc vật liệu • Máy tia laser máy cắt tia sáng hoạt động theo chế độ xung • Năng lượng xung khơng lớn, hội tụ chùm tia có đường kính khoảng 0.01 mm phát khoảng thời gian phần triệu giây tác động vào bề mặt chi tiết gia cơng, nung nóng, làm chảy bốc vật liệu -Quá trình tác dụng của chùm tia laser vào vị trí gia cơng được chia các giai đoạn sau: • Vật liệu gia cơng hút lượng chùm tia laser chuyển lượng thành nhiệt • Đốt nóng vật liệu gia cơng tới nhiệt độ phá hỏng vật liệu • Phá hỏng vật liệu gia cơng đẩy chúng khỏi vùng gia cơng • Vật liệu gia cơng nguội dần sau chùm tia laser tác dụng xong Biểu đồ tốc độ cắt thép Las Tốc độ (m/s) Cắt thép với khí ôxy °- 1500 – W CO2 × - 1000 – W CO2 o - 1750 –W Nd:YAG 1 Chiều dày (mm) Các thông soá công nghệ cắt phi kim Tốc độ cắt phụ thuộc vào: o lượng laser o bề dày vật liệu o thành phần khí o nước vật liệu vật liệu polime nhiệt dẻo cắt nóng chảy đẩy vật liệu nóng chảy khỏi vùng cắt Tốc độ cắt vật liệu phi kim loại laser CO2 Vật liệu Bề dày (mm) Toác độ (m/ph) Năng lượng (W) Polyêtylen 11 500 Polypropylen 17 500 Polystyren 19 500 Nylon 20 500 ABS 21 500 Polycacbonate 21 500 PVC 28 500 Sợi thủy tinh 1,6 5,2 450 Thủy tinh 1,5 500 xýt nhôm 1,4 500 Gỗ cứng 10 2,6 500 Ván ép 12 4,8 1000 Bìa cứng 4,6 9,0 350 III.2.Khoan laser Sử dụng xung laser ngắn để gia cơng lỗ sâu Phương pháp dựa sở lớp kim loại bay tác dụng nhiệt gia cơng Tổng lượng xung kích định kích thước lỗ Dựa vào độ xác: đột lỗ thường đột lỗ xác Dựa vào tương quan độ sâu đường kính lỗ: lỗ sâu h/d > lỗ khơng sâu d/h