Ano ang Pagputol gamit ang Laser?

Ang laser cutting ay isang paraan ng thermal cutting na gumagamit ng nakatutok na high-power-density laser beam upang i-irradiate ang workpiece. Ito ay nagiging sanhi ng mabilis na pagkatunaw, pagsingaw, pag-ablate, o pag-abot sa ignition point ng materyal na na-irradiate. Samantala, ang high-speed airflow coaxial kasama ng laser beam ay tinatangay ang tinunaw na materyal, sa gayon ay pinuputol ang workpiece.

Pag-uuri at Katangian ng Pagputol gamit ang Laser

Ang laser cutting ay maaaring hatiin sa apat na uri: laser vaporization cutting, laser fusion cutting, laser oxygen cutting, at laser scribing at controlled fracture.

Pagputol gamit ang Laser Vaporization

Gumagamit ito ng high-energy-density laser beam upang painitin ang workpiece, mabilis na pinapataas ang temperatura nito sa kumukulong punto ng materyal sa napakaikling panahon, na nagiging sanhi ng pagsingaw ng materyal at pagbuo ng singaw. Ang singaw ay ibinubuga sa mataas na bilis, na lumilikha ng hiwa sa materyal habang tumatakas ito. Dahil ang karamihan sa mga materyales ay may mataas na init ng pagsingaw, ang pagputol gamit ang laser vaporization ay nangangailangan ng malaking lakas at densidad ng lakas.

Pagputol ng Laser Fusion

Sa laser fusion cutting, pinapainit at tinutunaw ng laser ang materyal na metal. Ang isang non-oxidizing gas (tulad ng Ar, He, N, atbp.) ay hinihipan sa isang nozzle na coaxial kasama ng laser beam. Ang mataas na presyon ng gas ay naglalabas ng tinunaw na metal, na bumubuo ng isang hiwa. Hindi tulad ng vaporization cutting, ang pamamaraang ito ay hindi nangangailangan ng kumpletong vaporization ng materyal at kumokonsumo lamang ng 1/10 ng enerhiyang kailangan para sa vaporization cutting. Pangunahing ginagamit ito para sa pagputol ng mga non-oxidizable o reactive na metal, kabilang ang stainless steel, titanium, aluminum, at ang kanilang mga alloy.

Pagputol ng Oksiheno gamit ang Laser

Ang prinsipyo ng laser oxygen cutting ay katulad ng oxyacetylene cutting. Ang laser ay gumaganap bilang pinagmumulan ng init na nagpapainit, habang ang mga aktibong gas (tulad ng oxygen) ay nagsisilbing cutting gas. Sa isang banda, ang hinihip na gas ay tumutugon sa metal na pinuputol, na nagpapalitaw ng isang reaksyon ng oksihenasyon na naglalabas ng malaking dami ng init ng oksihenasyon. Sa kabilang banda, hinihipan nito ang mga tinunaw na oksido at natutunaw mula sa reaction zone, na bumubuo ng isang hiwa sa metal. Ang reaksyon ng oksihenasyon habang pinuputol ay bumubuo ng malaking init, kaya ang laser oxygen cutting ay nangangailangan lamang ng kalahati ng enerhiya ng fusion cutting, habang ang bilis ng pagputol nito ay mas mabilis kaysa sa vaporization at fusion cutting. Pangunahin itong inilalapat sa mga materyales na metal na maaaring ma-oxidize tulad ng carbon steel, titanium steel, at heat-treated steel.

Laser Scribing at Kontroladong Bali

Gumagamit ang laser scribing ng high-energy-density laser upang i-scan ang ibabaw ng mga malutong na materyales, na siyang nagpapasingaw sa isang maliit na uka. Ang paglalapat ng isang tiyak na dami ng presyon ay nagiging sanhi ng pagkabali ng malutong na materyal sa kahabaan ng uka. Karaniwang ginagamit ang mga Q-switched laser at CO₂ laser para sa laser scribing. Ginagamit ng controlled fracture ang matarik na distribusyon ng temperatura na nalilikha habang nag-uukit gamit ang laser upang lumikha ng lokal na thermal stress sa mga malutong na materyales, na nagiging sanhi ng pagkabali ng mga ito sa kahabaan ng uka na may nakasulat.

Mga Aplikasyon ng Pagputol gamit ang Laser

Karamihan sa mga laser cutting machine ay pinapatakbo sa pamamagitan ng mga programang numerical control (NC) o kino-configure bilang mga cutting robot. Bilang isang paraan ng pagproseso ng katumpakan, ang laser cutting ay maaaring pumutol ng halos lahat ng materyales, kabilang ang 2D o 3D na pagputol ng manipis na mga sheet ng metal. Sa larangan ng aerospace, ang teknolohiya ng laser cutting ay pangunahing ginagamit para sa pagputol ng mga espesyal na materyales sa aerospace tulad ng titanium alloys, aluminum alloys, nickel alloys, chromium alloys, stainless steel, beryllium oxide, composite materials, plastik, ceramics, at quartz. Ang mga bahagi ng aerospace na pinoproseso ng laser cutting ay kinabibilangan ng mga engine flame tubes, thin-walled titanium alloy casings, aircraft frames, titanium alloy skin, wing stringers, tail wing panels, helicopter main rotors, at space shuttle ceramic heat-insulating tiles.