Laserstrahlbearbeitung :Prinzip, Arbeitsweise, Ausstattung, Anwendung, Vor- und Nachteile

Heute lernen wir das Prinzip der Laserstrahlbearbeitung, die Arbeitsweise, die Ausrüstung, die Anwendung, die Vor- und Nachteile anhand des Diagramms kennen. Die Laserstrahlbearbeitung ist ein thermisches Bearbeitungsverfahren, bei dem Laserstrahlen zur Erzeugung von Wärme verwendet werden. Bei diesem Bearbeitungsprozess wird Metall durch Schmelzen und Verdampfen von Metallpartikeln von der Oberfläche des Werkstücks entfernt. Es ist ein unkonventioneller Bearbeitungsprozess, bei dem kein Werkzeug verwendet wird. Es wird verwendet, um sowohl metallische als auch nichtmetallische Materialien zu bearbeiten. Es wird hauptsächlich im Schneid- und Bohrbetrieb eingesetzt.

Laserstrahlbearbeitung:

Prinzip:

Das Wort Laser steht für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Wenn ein Elektron eines Atoms absorbierte Energie aus einer externen Quelle bildet, springt das Elektron, das sich auf seinem ursprünglichen Energieniveau befindet, auf ein höheres Energieniveau. Dies ist kein stabiler Zustand des Atoms, daher gibt dieses Elektron die absorbierte Energie in Form von Photonen ab und kehrt in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Wenn ein Atom, das sich bereits auf einem höheren Energieniveau befindet, Energie absorbiert, gibt es die doppelte Energie ab, um in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Die vom Atom emittierte Energie hat die gleiche Frequenz und Wellenlänge wie die anregende Energie. Dies ist grundlegend für Laser. Wenn das Lasermaterial in Gegenwart einer anderen Energiequelle platziert wird, absorbiert es Energie in einem gewissen Umfang und gibt sie wieder ab, wenn es seine Absorptionsgrenze erreicht. Dieser stark verstärkte Lichtstrahl wird als Laser bezeichnet.

Prinzip des Laserstrahlschweißens

Dieser Bearbeitungsprozess arbeitet mit grundlegenden Eigenschaften des Lasers. Es verwendet einen Laserstrahl, der ein schmales, monochromatisches, hochintensives Licht ist, das jedes Metall und Nichtmetall schneiden oder bearbeiten kann. Es kann verwendet werden, um jedes Material unabhängig von der Härte des Werkstücks zu schneiden. Es kann auch verwendet werden, um Diamanten zu schneiden, das härteste bekannte Material auf der Erde.

Ausrüstung:

Laserstrahlbearbeitung

Stromversorgung:

Es liefert die Energie für die Anregung des Elektrons von einem niedrigeren Energieniveau auf ein höheres Energieniveau. Dadurch werden Xenon-Blitzlampen mit Strom versorgt, die Lichtenergie erzeugen. Das Lasermaterial wird Lichtenergie ausgesetzt, um Energie zu speichern.

Laserentladungsröhre:

Das Lasermaterial wird in eine gelaserte Entladungsröhre gefüllt. Darin findet die Anregung des Elektrons und die Rückkehr in seinen ursprünglichen Zustand statt. Eine Seite ist teilweise transparent für die Laseröffnung und die andere Seite ist zu 100 % reflektiert. Es befindet sich zwischen Blitzlampe.

Lasermaterial:

Es gibt viele verschiedene Arten von Lasermaterialien, aber in der späteren Bearbeitung werden hauptsächlich CO2 (gepulste oder kontinuierliche Wellen) und Nd:YAG verwendet. Kohlenstoffoxid ist ein Lasermaterial, das Licht im Infrarotbereich emittiert. Es kann bis zu 25 KW Leistung im Dauerstrichmodus liefern. Der andere heißt Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat und ist ein Festkörperlaser, der Licht durch optische Fasern liefern kann. Es kann etwa 50 KW Leistung im gepulsten Modus und 1 KW Leistung im kontinuierlichen Modus erzeugen.

Fokussierlinse:

Bei der Laserbearbeitung wird eine Fokussierlinse verwendet. Es ist eine konvexe Linse, deren Fokus auf dem Werkstück liegt.

Funktioniert:

Wie wir wissen, wird Laserenergie verwendet, um Metall vom Werkstück zu entfernen. Sein Prozess kann wie folgt zusammengefasst werden.

• Erstes Lasermaterial CO2 oder andere Gase in Laserentladungsröhre gefüllt.
• Schalten Sie nun die Stromversorgung ein, die mit der Blitzlampe verbunden ist. Diese Lampen erzeugen Lichtenergie, die früher Atomelektronen anregte.
• Die Atome des Lasermaterials absorbieren Energie aus der Lichtenergie, die von einer Blitzlampe erzeugt wird. Es führt zu einem Sprung des Orbitalelektrons des Atoms von einem niedrigen Energieniveau auf ein hohes Energieniveau. Dies ist ein instabiler Atomzustand.
• Diese Energie wird zunächst in Lasermaterial geblendet. Wenn die Atome ausreichend Energie absorbieren, beginnen sie, kontinuierlich Energie abzugeben. Dies ist hochverstärktes kohärentes Licht gleicher Frequenz und gleicher Wellenlänge.
• Dieses Laserlicht wird von der Fokuslinse gesammelt und auf das Werkstück gerichtet.
• Jetzt beginnt der Laser, der auf das Werkstück auftrifft, den Bearbeitungsprozess durch Schmelzen oder Verdampfen von Material von der Kontaktfläche.

Dies ist der gesamte Prozess der Laserstrahlbearbeitung.

Anwendung:

• Zum Bohren kleiner Löcher mit einem Durchmesser von ca. 0,005 mm in Refektorium und Keramikmaterialien.
• Es wird zum Bohren und Schneiden von Metallen und Nichtmetallen verwendet.
• Es wird in großem Umfang in der Elektronik- und Automobilindustrie eingesetzt.
• Es wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet.
• Wird zur Bearbeitung komplexer Profile verwendet, bei denen eine Bearbeitung mit Werkzeug nicht möglich ist.

Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Es kann alle Materialien schneiden.
• Keine Werkzeugkosten, da kein physisches Werkzeug erforderlich ist.
• Erzeugt ein fertiges Teil oder eine hohe Oberflächengüte.
• Kein Werkzeugverschleiß, da kein physisches Werkzeug verwendet wird.
• Mikrolöcher können genau gebohrt werden.
• Komplexe Formen können einfach bearbeitet werden, da der Laser auf jedem Weg bewegt werden kann.
• Sehr hartes Material kann durch Laserstrahlbearbeitung geschnitten werden.
• Es kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden.
• Es lässt sich leicht automatisieren und ist flexibel.

Nachteile:

• Es ist unwirtschaftlich, wenn große Mengen gleicher Form geschnitten werden müssen, verglichen mit Stanzen.
• Hohe Investitions- und Wartungskosten.
• Es kann nicht verwendet werden, um ein Sackloch zu erzeugen.
• Laser kann zu Sicherheitsrisiken führen.

Hier geht es um das Prinzip der Laserstrahlbearbeitung, Arbeitsweise, Ausrüstung, Anwendung, Vor- und Nachteile mit Diagramm. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel haben, stellen Sie diese per Kommentar. Wenn Ihnen dieser Artikel gefällt, vergessen Sie nicht, ihn zu teilen. Abonnieren Sie unsere Website für weitere interessante Artikel. Danke fürs Lesen.