Găurirea cu laser este un proces de producție de înaltă{0}}precizie, care utilizează energie laser pulsată, cu densitate mare de-putere-, pentru a topi și vaporiza materialul, formând găuri precise. Prin furnizarea de energie termică intensă în impulsuri extrem de scurte, găurirea cu laser realizează îndepărtarea eficientă a materialului cu impact termic minim.
În comparație cu găurirea mecanică tradițională, cu prelucrarea cu descărcare electrică (EDM) și cu metodele electrochimice, găurirea cu laser este o soluție foarte rentabilă, în special pentru micro-găuri de mică adâncime. Diametrele tipice ale găurilor perforate cu laser- variază de la 0,075 mm până la 1,5 mm (0,003 până la 0,060 inchi).
Pentru o precizie ultra-înaltă și fabricarea cu micro-funcții la scară sub-milimetrică, aceste tehnici sunt integrate pe scară largă în sisteme avansateechipamente de prelucrare cu laser de micro și nano precizie.
Cum funcționează forarea cu laser
În timpul procesului de foraj, impulsurile laser de putere-de vârf-înaltă-combinate cu gaz de-presiune înaltă de asistență-lovin suprafața materialului. Materialul localizat se topește și se vaporizează rapid, iar metalul topit este ejectat de gazul de asistență, formând o gaură curată.
- Raport de aspect:O gaură standard-forată cu laser realizează un raport de aspect (adâncime-la-diametru) de aproximativ 6:1.
- Penetrarea-secțiunii groase:Pentru componentele mai groase, se aplică tehnici cu mai multe-impulsuri. Sistemele laser avansate pot găuri materiale de până la 25 mm grosime.
- Tranziția de la forare la tăiere:Când sunt necesare deschideri mai mari, laserul funcționează mai întâi în modul de găurire pentru a crea o gaură pilot, apoi trece la modul de tăiere (deseori scăderea puterii de vârf sau trecerea la undă continuă) pentru a profila geometria găurii.
- Calitatea găurii și Stratul Reformat:Găurirea cu laser produce găuri precise cu un strat minim de turnare (o peliculă subțire de metal topit resolidificat pe peretele interior).
Surse de laser recomandate
Alegerea sursei laser depinde în primul rând de materialul piesei de prelucrat:
- Lasere cu stare solidă-(Nd:YAG, Nd:Glass, Ruby):Caracterizate prin lungimi de undă mai scurte și putere de vârf ridicată, laserele cu stare solidă--în special laserele Nd:YAG-sunt standardul industrial pentru găurirea metalelor și aliajelor.
- Lasere cu CO₂:Funcționând la lungimi de undă mai mari, laserele CO₂ excelează la găurirea materialelor ne-metalice, inclusiv ceramică, compozite, polimeri și cauciuc.
Focalizarea fasciculului și optimizarea optică
Pentru a obține densitatea de putere necesară-depășind de obicei 10⁵ W/mm² -configurația optică trebuie să fie configurată cu precizie:
- Lentile cu distanță focală scurtă:Optica cu distanță focală scurtă concentrează fasciculul la dimensiuni mai mici de 0,6 mm (sau mai mici), maximizând concentrația de energie.
- Rezonatoare cu divergență scăzută:Rezonatoarele laser speciale produc fascicule cu-divergență redusă, îmbunătățind propagarea fasciculului, adâncimea găurii și calitatea conicității.
- Controlul diafragmei:Ajustarea deschiderii fasciculului permite operatorilor să adapteze distribuția energiei și profilele de intensitate pentru geometriile specifice ale găurilor.
Avantajele cheie ale forajului cu laser
Dincolo de împărtășirea beneficiilor generale ale prelucrării cu laser, găurirea cu laser oferă avantaje distincte de producție:
- Prelucrare fără-contact:Elimină stresul mecanic, uzura sculelor și ruperea burghiului.
- Foraj înclinat și greu de accesat--:Permite accesul la linia-de-viziune la unghiuri înclinate, permițând crearea de găuri în geometrii interne strânse, fără interferențe mecanice.
- Eficiență superioară:Oferă timpi de ciclu semnificativ mai rapid decât metodele mecanice convenționale sau EDM.
- Materiale dificil-de-de prelucrat:Perforează cu ușurință superaliaje, metale întărite, ceramică și materiale fragile.
- Integrare perfectă a automatizării:Se integrează fără efort în sisteme CNC cu mai multe-axe și linii de producție robotizate.