Lazer kesim, adından da anlaşılacağı gibi lazer kesiciler malzemeleri keserek desenler ve tasarımlar oluşturur. Malzemeyi eriten, yakan veya buharlaştıran kaynak güçlü bir lazer ışınıdır.
Esasen lazer kesim, malzemeleri bir tasarımcı tarafından belirlenen özel tasarımlar, desenler ve şekiller halinde kesmek ve dağlamak için ince, odaklanmış bir lazer ışını kullanan bir üretim sürecidir. Bu temassız, termal bazlı üretim süreci, ahşap, cam, kağıt, metal, plastik ve değerli taş dahil olmak üzere çeşitli malzemeler için idealdir. Ayrıca özel tasarlanmış bir araca ihtiyaç duymadan karmaşık parçalar üretebilir.
Biraz Arka Plan
Lazer kesicinin icadı, 1961’de Bell Labs’a katıldığında lazer eylemi konusundaki araştırmalarına başlayan Kumar Patel’e atfedilir. 1963’te, diğer tüm tiplerden daha modern uygulamalara sahip varyant olan ilk C0 2 lazeri geliştirdi. lazer. C0 2 lazerler, akrilik ve kontrplaktan karton ve MDF’ye kadar çeşitli malzemelerin gravürlenmesi içindir.
Uygulamalar
Günümüzde lazer kesim, elektronik, tıp, havacılık, otomotiv ve yarı iletkenler gibi sektörlerde kendine bir yer bulmuştur. İster tungsten, çelik, alüminyum, pirinç veya nikel olsun, en yaygın uygulamalardan biri metal kesmek içindir, çünkü lazerler temiz kesimler ve pürüzsüz yüzeyler sağlar. Lazerler ayrıca seramik, silikon ve diğer metal olmayan malzemeleri kesmek için de kullanılır. Lazer kesim teknolojisinin belki de en ilgi çekici kullanımlarından biri, lazer ışınlarının artık neşterin yerini aldığı ve insan dokusunu buharlaştırmak için kullanıldığı cerrahi alandır. Bu özellikle göz ameliyatı gibi yüksek hassasiyetli cerrahi prosedürlerde kullanışlıdır.
Daha sonraki bir bölümde daha fazla uygulamadan bahsedeceğiz, ancak şimdilik lazer kesim işleminin nasıl çalıştığını görelim.
Lazer Kesim Nasıl Çalışır?
Bir lazer kesicinin ışını genellikle 0,1 ila 0,3 mm arasında bir çapa ve 1 ila 3 kW arasında bir güce sahiptir. Bu gücün kesilecek malzemeye ve kalınlığa göre ayarlanması gerekir. Örneğin alüminyum gibi yansıtıcı malzemeleri kesmek için 6 kW’a kadar lazer gücüne ihtiyacınız olabilir. Lazer kesim, alüminyum ve bakır alaşımları gibi metaller için ideal değildir çünkü mükemmel ısı iletken ve ışık yansıtma özelliklerine sahiptirler, yani güçlü lazerlere ihtiyaç duyarlar.
Aşağıda bir lazer kesicinin bazı temel bileşenleri bulunmaktadır:
Lazer Rezonatör: Lazer ışını, birbirine bakan iki aynaya sahip hava geçirmez bir cam tüp olan bir lazer rezonatöründen yayılır. Tüp, C02 ve hidrojen, nitrojen ve helyum gibi diğer gazlarla doldurulur. Bu gazların karışımı diyotlar veya ışık şeklinde enerji yayan bir elektrik boşalması ile aktive edilir.
Kesme Kafası: Işık, lazer kesme kafasına ulaşmasını sağlamak için stratejik olarak yerleştirilmiş birkaç aynanın yardımıyla çeşitli yönlerde seker. Işın kesme kafasına ulaştığında kavisli bir mercekten geçer ve büyütülür ve tek bir noktaya odaklanır. Bu kesme kafası içinde lazer, kesebilen veya raster yapabilen ince, konsantre bir ışına dönüştürülür. Odaklanmış lazer ışını, plakaya çarpmadan önce bir memeden geçer, nitrojen veya oksijen gibi sıkıştırılmış gaz da bu memeden akar. Örneğin, alüminyum veya paslanmaz çelik kesiyorsanız, yüksek basınçlı nitrojen erimiş metali kerften dışarı üflemeden önce lazer ışını malzemeyi eritecektir. Normalde kesme kafası, bir zincir veya kayış tarafından tahrik edilen mekanik bir sisteme bağlıdır. bu da sınırlı bir alanda hassas hareketler yapmasını sağlar. Lazerin gerçek bir kesim yapması için merceğin odak noktasının kesilen malzemenin yüzeyinde olması gerekir.
Nozul Mesafesi: Her zaman, plaka ile nozul arasında doğru bir mesafe korunur. Bu alan odak noktasını belirlediği için çok önemlidir. Genellikle, odak noktasının değiştirilmesi kesimin kalitesini etkiler. Diğer birçok değişken kesim kalitesini etkileyebilir ve bunlar ışın yoğunluğunu ve hızını içerir.
Lazer Kesimin Üç Ana Çeşitleri
Alev/Reaktif Rutting: Yardımcı gaz, yüksek basınçta (altı bara kadar) kerf içine üflenen oksijendir. Isınan malzeme (bu durumda metal) oksijenle reaksiyona girer ve yanmaya ve oksitlenmeye başlar. Bu reaksiyon daha fazla enerji harcar ve lazer ışınına yardımcı olur.
Füzyonla Kesme/Eritme ve Üfleme: Bir inert gaz (tipik olarak nitrojen), erimiş malzemeyi kerften dışarı üfleyerek gerekli gücü önemli ölçüde azaltır. Malzeme önce erime noktasına ulaşana kadar ısıtılır, ardından gaz onu dışarı üfler.
Uzaktan Kesme: Yüksek yoğunluklu bir lazer ışını malzemeyi kısmen buharlaştırır (keser), yardımcı gaza ihtiyaç duymadan ince tabakaların kesilmesini sağlar.
Kesme vs Gravür vs İşaretleme
Genel olarak, bir lazer kesim makinesi de kazıma ve markalama yapabilmelidir. Aslında kesme, kazıma ve markalama arasındaki tek fark lazerin ne kadar derine gittiği ve malzemenin genel görünümünü nasıl değiştirdiğidir. Lazer kesimde, lazerden gelen ısı malzemeyi tamamen kesecektir. Ancak lazer markalama ve lazer kazımada durum böyle değildir. Lazer markalama, lazer uygulanan malzemenin yüzeyinin rengini bozar, lazer kazıma ve dağlama ise malzemenin bir kısmını kaldırır. Gravür ve dağlama arasındaki temel fark, lazerin nüfuz ettiği derinliktir.
İşte işaretleme ve gravür arasındaki fark:
Lazerle Markalama: Lazerle markalamada, lazer malzemenin içinden geçmez, bunun yerine yalnızca malzemenin özelliklerini veya görünümünü değiştirir. Lazerin ısısı, söz konusu malzemedeki karbonu yeniden dağıttığı için lazer yüksek kontrastlı işaretler oluşturur.
Lazer Kazıma: Lazer kazımada ışın, tasarımınızı ortaya çıkaran bir boşluk bırakmak için malzemenin yüzeyini fiziksel olarak kaldırır. Lazer, malzemeyi çok yüksek sıcaklıklara ısıtarak buharlaşmasına ve bir boşluk oluşturmasına neden olur.
