Bài giảng Công nghệ gia công tiên tiến: Chương 5.3 - ThS. Phạm Thanh Cường

- Khi laøm cho caùc photon töông taùc bôûi caùc phaân töû ôû traïng thaùi kích thích B baèng caùch chieáu nguoàn saùng, vaø cöôõng böùc noù trôû veà traïng thaùi A sôùm hôn thì quaù trìn[r]

(1)

GIẢNG DẠY: GV THS PHẠM THANH CƯỜNG

Mobile: 0968 315 333 Email: phamcuongtnut@gmail.com

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BM CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Click to buy NOW!

w

w .tr

acker-softwar

e.c

om ww Click to buy NOW!

.tr

acker-softwar

e.c

(2)

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIÊN TIẾN Chương 1: Tổng quan PPGC tiên tiến

Chương 2: Các phương pháp gia công cơ Chương 3: Các phương pháp gia cơng hóa

Chương 4: Các phương pháp gia cơng điện hóa

Chương 5: Các phương pháp gia công nhiệt

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(3)

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

CHƯƠNG 5

PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG NHIỆT

C PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHÙM LASER

Laser Beam Machining - LBM

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(4)

NOÄI DUNG CHÍNH

1 Khái niệm

2 Ngun lí gia công 3 Cơ sở lý thuyết

4 Cô chế boc tách vật liệu 5 Thiết bị dụng cụ

6 Các thông sô công nghệ

7 Đặc điểm phạm vi ứng dụng

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(5)

Laser gì?

LASER: LIGH APLICATION BY STIMULATED EMUSION OF RADIOTION

Quá trình khuyếch đại ánh

sáng xạ cưỡng bức.

1 Khái niệm

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(6)

Laser gì?

Laze chùm ánh sáng đơn sắc, bước sóng rất nhỏ, độ đơn sắc cao Tia laze tia song song với nhau, có độ định hướng cao, có độ tập trung cao, chiếu xa.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(7)

Laser ánh sáng nhân tạo thu nhờ sự khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng kích hoạt cao độ phần tử của môi trường vật chất tương ứng.

Tia laser có nhiều ứng dụng khoa học cũng như đời sống.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(8)

Khái niệm

Gia cơng tia laser phương pháp gia cơng nhiệt, trong q trình bóc tách vật liệu dựa lượng của chùm tia laser làm cho vật liệu bị đốt cháy, nóng chảy và bốc hơi.

Tia laser tạo lượng tập trung lên đến

100.000 kW/cm2 Năng lượng đủ để làm nóng chảy

và bay vật liệu kỹ thuật nào.

Gia công tia laser dùng cho gia công tinh, công nghệ hàn, cắt kim loại luyện kim.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(9)

Hiện nay, gia công tia laser dùng khá phổ biếân công nghiệp nhẹ cắt, khắc vải, xốp, gỗ vật liệu phi kim khác

Công suất laser từ 50W dùng gia cơng

Tại Mỹ chế tạo nguồn laser 67KW dùng làm vũ khí trang bị cho máy bay chiến đấu.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(10)

1) Bộ phận cấp 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 50%

7) Thấu kính hội tụ 8) Chi tiết gia công 9) Bàn gá

10) Tế bào quang điện

2 Nguyên lí gia công

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(11)

- Khi nguồn điện cấp từ phận cấp điện 1, dòng điện nạp đầy cho tụ điện, tụ phóng điện làm đèn phát xung phát sáng.

- Năng lượng đèn phát xung tập trung hồng

ngọc làm kích thích ion Cr3+, làm phát lượng

tử, lượng tử phản xạ nhờ gương phản xạ 6.

- Sự phản xạ lượng tử, kích thích ion Cr+3 khác đến

khi phát chùm lượng tử đủ lớn qua gương 6,ø được hội tụ bới thấu kính tác dụng lên chi tiết tạo ra quá trình gia công tia laser.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(12)

Sơ đồ nguyên lý làm việc laser

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(13)

Nguyên lý hoạt động laser

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(14)

Quá trình hình laser

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(15)

Hình ảnh hồng ngọc

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(16)

Dựa khuếch đại ánh sáng xạ cưỡng để phát tia laser dựa tác dụng nhiệt làm nóng chảy bốc hơi vật liệu chùm tia laser.

- Khi chiếu chùm ánh sáng vào môi trường vật chất thì chùm ánh sáng yếu dần bị hấp thu môi trường vật chất.

- Bản chất trình bị hấp thu hạt ánh sáng (photon) đã truyền lượng kích hoạt phân tử vật chất “nhảy” từ trạng thái ổn định A lên trạng thái kích thích B với mức năng lượng cao hơn.

3 Cơ sở lý thuyết

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(17)

- Vì B trạng thái kích thích khơng ổn định, nên sau một thời gian, phân tử mức B lại “nhảy” mức A và trong lúc “nhảy về” phát hạt photon mang năng lượng lượng hấp thu, hiện tượng xạ.

- Các photon xạ phát theo hướng cách tự nên cịn gọi xạ tự do.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(18)

- Khi làm cho photon tương tác phân tử ở trạng thái kích thích B cách chiếu nguồn sáng, cưỡng trở trạng thái A sớm hơn thì q trình cưỡng phát sinh hạt photon, photon có đồng mức lượng và đúng mức lượng photon của nguồn chiếu truyền cho Các xạ gọi là bức xạ cưỡng bức.

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(19)

Sựu phản xạ hồng ngọc

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c

(20)

Khi tạo xạ cướng mức độ cao sẽ tạo photon, xạ phát liên tục mức cao nhất, chọn lọc khuyếch chúng phát hướng với tính chất giống nhau ta thu chùm sáng laze

w

w .tr

acker-softwar

e.c

.tr

acker-softwar

e.c