Laserstrahlbearbeitung:Definition, Arbeitsprinzip und Anwendung

Laserstrahlbearbeitung ist ein nicht konventioneller Bearbeitungsprozess, bei dem das Metall vom Werkstück durch thermische Energie entfernt wird. Dieses Verfahren ist in der Industrie weit verbreitet, insbesondere für sprödes Material mit geringer Leitfähigkeit. Lassen Sie uns in diesem Artikel mehr über die Laserstrahlbearbeitung mit dem Arbeitsprinzip und den Anwendungen erfahren.

Aber bevor wir mehr über die Laserstrahlbearbeitung erfahren, müssen wir etwas über Laser und Lasertypen lernen.

Was ist Laser?

Die vollständige Form des Lasers ist Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission . Ein Laser ist ein Gerät, das Licht durch einen optischen Verstärkungsprozess emittiert, der auf der stimulierten Emission elektromagnetischer Strahlung basiert . Der Hauptunterschied zwischen einer normalen Lichtquelle und einem Laser ist Kohärenz, Direktionalität, Monochromatizität und hohe Intensität.

Normales Licht hat unterschiedliche Wellenlängen und Intensitäten. Aus diesem Grund werden die von einer gewöhnlichen Lichtquelle emittierten Photonen über eine große Fläche verteilt, weshalb sie inkohärent ist.

Im Gegensatz zu normalem Licht haben Lichtwellen von Lasern die gleiche Wellenlänge und Intensität. Aus diesem Grund wird das vom Laser emittierte Licht als monochromes Licht bezeichnet.

Das vom Laser emittierte Licht kann sehr schmal sein und sich mit hoher Intensität auf einen sehr kleinen Bereich fokussieren. Das heißt, mehr Energie wird auf einen kleinen Bereich konzentriert, was dazu führt, dass sich das Werkstück erwärmt und die Oberfläche schmilzt.

Der Laser wird in verschiedenen Bearbeitungsvorgängen, optischen Laufwerken, Fotodruckern, Barcode-Scannern, Autoscheinwerfern usw. verwendet.

Laserarten

Es gibt drei Arten von Lasern, basierend auf den Medien, die für die Laserproduktion verwendet werden.

• Gaslaser
• Festkörperlaser
• Flüssiglaser

Die Laserstrahlbearbeitung verwendet einen Festkörperlaser namens Rubi Crystal zur Erzeugung von Laserstrahlen.

Was ist Laserstrahlbearbeitung?

Die Laserstrahlbearbeitung ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem hochintensives Laserlicht auf einen kleinen Bereich eines Werkstücks fokussiert wird, wodurch dieser Bereich aufgrund extremer Hitze schmilzt und dann verdampft, um Material zu entfernen. Die Laserstrahlbearbeitung verwendet thermische Energie, um Material vom Werkstück zu entfernen.

Die Laserstrahlbearbeitung kann bei metallischen und nichtmetallischen Werkstücken eingesetzt werden. Es wird speziell für sehr spröde Materialien verwendet, bei denen die herkömmliche Bearbeitung nicht verwendet werden kann. Auch wenn Sie winzige Formen oder Schnitte an einem Werkstück erzeugen müssen, die mit herkömmlicher Bearbeitung nicht möglich sind, kommt die Laserstrahlbearbeitung zur Rettung.

Arbeitsprinzip der Laserstrahlbearbeitung

Der Laserstrahl sendet monochromatisches Licht aus, um einen sehr kleinen Bereich des Werkstücks zu fokussieren. Aufgrund der geringeren Oberfläche und der hohen Intensität des Lasers wurde extreme Hitze erzeugt. Diese Hitze lässt das Metall schmelzen und schließlich verdampft das geschmolzene Metall. Das ist das grundlegende Arbeitsprinzip eines Laserstrahl-Bearbeitungsprozesses. Lassen Sie uns nun das Funktionsprinzip im Detail lernen.

Wie Sie auf dem Bild sehen können, befindet sich ein zylindrisches Rubinkristall-Lasermedium mit zwei flachen reflektierenden Medien in einer Spule aus Blitzlampen mit etwa 1000 W. Die Blitzlampe emittiert hochintensives weißes Licht, das die Kristalle anregt, um einen Laserstrahl zu erzeugen, der mithilfe einer Linse auf den Bereich des Werkstücks fokussiert wird.

Der erzeugte Laserstrahl hat eine Leistungsdichte von etwa 1000 kW/cm2. Durch diese extreme Leistungsdichte entsteht Wärme, die den Bereich des Werkstücks zum Schmelzen bringt.

Schlüsselkomponenten der Laserstrahlmaschine

Hier sind einige Schlüsselkomponenten einer typischen Laserstrahlmaschine.

• Netzteil
• Blitzlampe
• Kondensator
• Lasermedium
• Reflektierender Spiegel
• Linse

Netzteil

Wie der Name schon sagt, versorgt das Netzteil die Blitzlampe mit Strom, damit diese Licht aussendet, um das Elektron von der unteren Ebene auf eine höhere Ebene im Lasermedium anzuregen.

Blitzlampe

Eine Blitzlampe wird verwendet, um hochintensives weißes kohärentes Licht an die Laserentladungsröhre/das Lasermaterial zu liefern, das schließlich das Elektron anregt

Kondensator

Ein Kondensator wird bei der Laserstrahlbearbeitung verwendet, um die Blitzlampe im Impulsmodus zu betreiben, da wir wissen, dass die Hauptaufgabe eines Kondensators darin besteht, Ladung zu speichern und bei Bedarf abzugeben.

Lasermedium / Laserentladungsröhre

Bei der Laserstrahlbearbeitung werden Rubinkristalle verwendet. Wenn die Blitzröhre Licht emittiert, sendet sie Lichtphotonen aus, die Energie enthalten, und der Rubinkristall absorbiert dieses Lichtphoton.

Reflexspiegel

Es gibt zwei Arten von reflektierenden Spiegeln, die bei der Laserstrahlbearbeitung verwendet werden. Einer ist zu 100 % reflektierend, der andere teilweise reflektierend. Der Laserstrahl tritt durch den teilweise reflektierenden Spiegel aus.

Objektiv

Eine Linse wird verwendet, um den Laserstrahl auf den angegebenen Bereich des Werkstücks zu fokussieren.

Vorteile der Laserstrahlbearbeitung

• Sehr nützlich für die Bearbeitung spröder Materialien
• Kann für Metall und Nichtmetalle verwendet werden
• Kein Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück
• Keine mechanische Arbeit erforderlich
• Keine mechanische Eigenschaft wird während des Prozesses verändert
• Kann Merkmale in Bereichen erzeugen, die andere Bearbeitungswerkzeuge nicht erreichen können
• Fähig, sehr präzise Merkmale zu erzeugen

Nachteile der Laserstrahlbearbeitung

• Die Kosten für die Ersteinrichtung sind hoch
• Ein ausgebildeter Techniker ist erforderlich
• Niedrige Produktionsrate
• Die Lebensdauer der Blitzlampe ist kurz
• Es wird sehr viel Energie benötigt
• Die geringe Materialabtragsrate
• Sehr hohe Wartungskosten

Anwendung der Laserstrahlbearbeitung

• Die Laserstrahlbearbeitung wird in fast allen Branchen zur Herstellung präziser und komplexer Teile eingesetzt, die für die Funktionalität des Produkts entscheidend sind.
• Es wird in der Medizin zur Haarentfernung und kosmetischen Chirurgie verwendet
• Sehr beliebt in einer Massenmakrobearbeitung
• Wird für die Bearbeitung kleiner Löcher verwendet, wo herkömmliche Werkzeugmaschinen nicht hinkommen
• Kompliziertes Schweißen von nichtleitenden und feuerfesten Materialien.

Schlussfolgerung

Das ist alles, was wir in diesem Artikel haben. Ich hoffe, Sie haben eine gute Vorstellung von der Laserstrahlbearbeitung. Ich verstehe, dass dieser Artikel nur die Grundlagen der Laserstrahlbearbeitung enthält. Aber dennoch, wenn Sie Fragen oder Anregungen haben, schreiben Sie bitte in den Kommentarbereich, und ich werde gerne antworten.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist Laserstrahlbearbeitung?

Die Laserstrahlbearbeitung ist ein unkonventioneller Bearbeitungsprozess, bei dem ein Laserstrahl auf einen bestimmten Bereich eines Werkstücks fokussiert wird, um zu schmelzen und zu verdampfen, um das Material zu entfernen

Wofür steht LASER?

Lichtverstärkung durch Simulation der Strahlungsemission