Лазерный станок общая информация (статья)

Чтобы понять, как работает лазерный станок, используемый для резки различных материалов, нужно иметь представление о уникальных свойствах исполнительного инструмента станка — лазерного луча по сравнению с обычным светом. Обычный свет — это волны, излучаемые во всех направлениях, которые заполняют и освещают широкую область пространства. Интенсивность энергии света быстро уменьшается по мере удаления волн от источника, так же, как интенсивность энергии солнечного света уменьшается, когда он достигает Земли. Лазер обеспечивает поток коллимированных, когерентных световых волн, которые имеют высокую интенсивность и способны иметь направление, не имея дисперсии обычного света. Лазер можно легко проецировать как луч на относительно больших расстояниях при сохранении почти всей его полезной мощности.

Использование лазеров для резки можно рассматривать так же, как использование фокусировки солнечного света, с помощью лупы, для получения концентрированного источника тепловой энергии. Хотя этот метод только приводит к нескольким сожженным отверстиям в бумаге, он дает нам возможность понять, что свет действительно является источником энергии с потенциальными возможностями для обработки материалов.

Лазер можно использовать для резки путем воздействия на материал интенсивной тепловой энергией, сформированной в луч. Если это воздействие тепла на материал больше, чем способность этого материала отражать, проводить или рассеивать полученную энергию, это приведет к резкому повышению температуры материала в этот момент. Если повышение температуры достаточно существенное, входное тепло способно произвести отверстия путем испарения материала. Линейное перемещение при интенсивном тепловом воздействии по отношению к материалу обеспечивает процесс резки.

В большинстве случаев не сфокусированный луч даже мощных промышленных лазеров имеет недостаточную энергию, чтобы воздействие было большим, чем просто медленный нагрев поверхности. Следовательно, луч необходимо пропускать через фокусирующую линзу, что позволит сосредоточить энергию на пятне диаметром менее 0,25 мм, создавая таким образом плотность мощности более миллиона ватт на сантиметр, данный луч способен разрезать многие материалы.

В то время, как интенсивное нагревание способно разрезать материал, контроль этого тепла необходим в определение качества реза. Основными характеристиками лазера являются характеристики луча, которые влияют на результирующую плотность мощности, когда она направлена на заготовку.

На лазерных станках можно использовать многие источники лазера, если их луч может быть сфокусировали на небольшом пятне с достаточной интенсивностью для расплавления материала и их конкретная длина волны поглощается материалом. Газонаполненные CO2 источники и твердотельные оптоволоконные источники лазеров, такие как Nd: YAG и Yt: YAG, наиболее часто используются в области обработки материалов. Диодные лазеры, как еще один пример твердотельных лазеров, не обеспечивают аналогичное качество и интенсивность луча и могут быть использованы для резки неметаллических тонких материалов.