Technologia - Laser

Lasery są urządzeniami, które wytwarzają światło. Laser składa się ze źródła energii, aktywnego środowiska i rezonatora. Źródło energii oddaje elektryczną energię aktywnemu środowisku, które przekształca je w energię świetlną. W optycznym rezonatorze światło jest wielokrotnie odbijane przez precyzyjne lustra. Wzmacniane światło cały czas promieniuje przez aktywne środowisko. Częściowo przepuszczalne lustro wychwytuje włożoną pracę lasera. Nazwa LASER jest skrótem, pochodzącym od nazwy: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Wytwarzanie promienie laserowego:

• Dostarczenie energii np. przez elektryczne wyładowanie, które powoduje uaktywnienie atomów w medium
• Powstała w ten sposób energia jest emitowana w postaci niewidzialnego strumienia światła. (Na podobnej zasadzie działa lampa neonowa, emitująca widzialny strumień światła.)
• Ta spontaniczna emisja światła powoduje emisje wtórną, która powoduje wzmocnienie strumienia światła.
• Światło biegnące w kierunku optycznej osi, zostaje wielokrotnie odbite pomiędzy dwoma zwierciadłami i wzmocnione. Promienie odbite w innych kierunkach nie są wzmacniane i ulegają rozproszeniu.
• Jedno ze zwierciadeł rezonatora - częściowo przepuszczalne, odbija tylko część strumienia światła. Pozostała, przepuszczona cześć tworzy właściwy promień światła laserowego.

Promień laserowy ma następujące właściwości:

• wysoka intensywność
• jest monochromatyczny - tzn. ma bardzo niewielki zakres długości fal.
• promienie są równoległe - dywergencja jest bardzo ograniczona. Dlatego promień laserowy może być przesyłany na długim odcinku i skoncentrowany w bardzo małym punkcie (ok. 0,1 mm). Bardzo wysoka wydajność powierzchniowa i wysoka temperatura w punkcie skupienia jest wykorzystywana do wytapiania, rozrzedzania lub odparowania obrabianego materiału.

Stosowane typy laserów do obróbki materiałów:

Najczęściej stosowanym w przemyśle typem lasera jest Laser-CO2. Jako medium jest tu stosowany jeden rodzaj gazu lub mieszanka gazów: CO2, He i N2 . Innym typem lasera jest Laser Nd-YAG, wykorzystujące jako medium aktywne ciało stałe.

Technologia procesu cięcia

W celu wycięcia elementu wiązka lasera najpierw wtapia się w materiał w określonym punkcie. Proces ten nazywa się przebijaniem. Materiał topi się i jest wydmuchiwany ze szczeliny za pomocą gazu zastosowanego do cięcia. Ów gaz wydmuchiwany jest z dyszy współliniowo, z wiązką lasera. Wymagana szczelina tworzona jest przez przesuwanie obrabianego przedmiotu lub głowicy tnącej. 

Tak więc rozdzielenie materiału następuje w procesie miejscowego topienia i odparowywania warstwy metalu przy pomocy energii wiązki promienia laserowego. Jednakże w przypadku tej metody efekt termicznego oddziaływania na materiał został bardzo ograniczony. Metoda ta pozwala na wycinanie elementów blach szlifowanych i polerowanych bez naruszenia ich powierzchni. Jakość krawędzi cięcia jest tak wysoka, że nie wymaga dodatkowej, pracochłonnej obróbki skrawaniem. Takie rozwiązanie pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze.

Technologia cięcia laserem umożliwia wycinanie dowolnie skomplikowanych kształtów oraz dodanie do nich elementów pomocnych w dalszym procesie obróbki, wpusty, wypusty i otwory technologiczne, grawerowanie linii i punktów technologicznych, itp. Ta metoda pozwala na rezygnację z kosztownego w wykonaniu oprzyrządowania gwarantując idealną powtarzalność kształtu, niezależną od wielkości serii produkcyjnej. Specjalne oprogramowanie wycinarki umożliwia optymalne rozmieszczenie wycinanych elementów na arkuszu, co zapewnia minimalną ilość odpadu.