1. 1/20
Tehnologii de prelucrare
cu ajutorul LASER-ului
Laser beam machining
Usinage par laser
Bearbeitungsverfahren mit Laser
Lavorazione con raggio laser
Lazernaia obrabotka
Maquinado con rayo laser
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
2. 2/20
5000 8000 属C
LASER
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
amplificarea luminii prin emisia stimulat a radia釘iei
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
3. 3/20
Defini釘ie:
Prelucrarea se bazeaz pe efectul termic al unui fascicul
laser de 樽nalt energie, dirijat i puternic focalizat pe
suprafa釘a semifabricatului cu ajutorul unui sistem de lentile
i oglinzi optice.
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Distribu釘ia energiei 樽n spotul
laser de la suprafa釘a
semifabricatului
4. 4/20
Generarea fasciculului laser cu ajutorul unei
substan釘e numite mediu activ aduse 樽n prealabil 樽ntr-o stare
energetic superioar prin transfer de energie din afara
subsistemului, 樽n cadrul unui process aa numit pompaj de
energie.
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Generarea fasciculului LASER
6. 6/20
Pompaj de energie:
- descrcare electric
- pe cale optic prin iradierea mediului activ
- chimic (consecin釘 a unor rela釘ii chimice)
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Generarea fasciculului LASER
7. 7/20
Mediu activ:
Solid
pompaj optic cu ajutorul unei lmpi fulger (Ne:kripton, verde)
-
rubin Cr+3: Al2O3
(cu lungimea de und 0,6928 ... 0,6943 亮m);
-
sticl dopat cu neodim Nd+3:sticl
(cu lungimea de und 1,06 亮m);
- granat de ytriu dopat cu neodim Nd+3: Y3 Al5O12
- semiconductor (arseniur de galiu)
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Generarea fasciculului LASER
8. 8/20
Gazos:
amestec de gaze
- He:N2:CO2 (4:2:1)
- He:Ne
- amestec XeBr, KrF, ArCl
Avantajele laserelor 樽n gaze sunt:
- o mai mare coeren釘 a radia釘iei dec但t la laserele 樽n mediu solid
- o mai mic divergen釘 a fascicolului dec但t la laserele 樽n mediu solid
- o bun stabilitate a frecven釘ei de emisie
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Generarea fasciculului LASER
9. 9/20
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Propriet釘ile fascicului laser
Propriet釘ile fascicului laser:
- monocromaticitate
- coeren釘a
- directivitate (unghi spa釘ial 10-3rad)
- intensitate mare 102 .... 1012 W/cm2
(intensitatea luminii solare 0,1 W/cm2)
10. 10
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Echipamentul de prelucrare
Echipament de prelucrare (*) :
1.bloc optic contribuie la generarea, stabilirea
traiectoriei (incint optic + rezonator+ oglinzi cu raze
diferite de curbur +mediu activ)
2.sursa de energie asigur alimentarea
subansamblului de excita釘ie i altor subansambluri
3.bloc mecanic sus釘inerea diverselor subans.,
eventual comand numeric;
4.bloc deservire rcirea oglinzilor i lentilelor, vidarea
incintei, introducerea amestecului de gaze etc.
11. 11
Caracterizarea tehnologic a prelucrrii:
Q 103 mm3/min
T = 賊 0,01 mm
Ra > 0,63 ... 1,6 亮m ... face necesar prelucrarea
ulterioar a semifabricatului
Strat superficial modificat termic 0,1 mm
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Caracterizare tehnologica
12. 12
Avantajele prelucrrii:
-
ob釘inerea unor fante i orificii reduse (陸 0,012 mm)
-
posibilitatea efecturii unor prelucrri la o distan釘 de sursa
laser, 樽n incinte 樽nchise cu atmosfer de protejare a zonei;
-
nu este necesar o for釘 de fixare a semifabricatului;
- radia釘ia laser nu este influen釘at de c但mpul magnetic exterior.
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Avantaje si dezavantaje
13. 13
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Dezavantajele prelucrrii:
-
cost ridicat;
-
manevrare dificil i exclusiv pe cale mecanic a
fascicului (sudare prin oscila釘ia oglinzii)
-
risc de natur fiziologic
- 侶 ~ 20% (gazosi) .... 90% (semiconductori)
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Avantaje si dezavantaje
14. 14
Clasificarea procedeelor de prelucrare:
A. Prelucrri cu 樽ndeprtare de material (tiere, gurire,
marcare, gravare, echilibrare dinamic etc.)
B. Prelucrri fr modificri cantitative (tratamente termice
superficiale)
C. Prelucrri cu adugare de material (sudare acoperire,
microaliere superficial etc.)
D. Prelucrri clasice de prelucrare mecanic asistate de
radia釘ia laser (strunjire asistat de fascicul laser, deformare plastic)
E. Prelucrri combinate de prelucrare
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Procedee de prelucrare
15. 15
Gurirea cu facicul LASER:
uri cu diametru mic:
陸 0,0006 ... 0,8 mm i lungime de p但n la 5 mm
陸 0,8 ... 2,5 mm i lungime de p但n la 12 mm
uri mari schem similar tierii pe contur
Aplica釘ii:
entile de contact, filtre,
rificii pentru pulverizarea fluidelor,
piese pentru tiparire-imprimare,
omponente optice, bijuterii,
iese de ceasornice
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Prelucrri cu 樽ndeprtare de material
16. 16
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Prelucrri cu 樽ndeprtare de material
Tiere cu fascicul LASER:
Aplica釘ii:
decupaje elemente de caroserie 樽n industria auto
desizolare capete conductoare electrice 樽n industria electronic
tiere lemn 樽n industria mobilei
Avantaje:
-gam larg de materiale
-contururi complexe
-l釘ime redus a tieturii
-vitez ridicat
-calitate bun a suprafe釘ei tiate
-zone 樽nguste afectate termic comparativ,
de exemplu, cu tierea cu flacr oxigaz
17. 17
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Prelucrri cu 樽ndeprtare de material
Marcare, gravare cu facicul LASER:
1. deplasare 樽n coordonate a fasciculului laser i corelarea
impulsurilor radia釘iei cu deplasarea;
2. utilizarea unei mti intermediare din molibden (*)
(0,1 亮m grosime)
Echilibrarea dinamic (rotori pentru tura釘ii ridicate) (*)
18. 18
Prelucrri fr modificri cantitative:
Tratamente termice superficiale:
clire, 樽nmuiere superficial, durificare termic prin topirea
stratului superficial, durificare superficial prin oc, vitrificare
Deformarea cu ajutorul fasciculului laser:
樽ndoirea cu fascicul laser, ambutisarea cu fascicul laser (*)
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Prelucrri fr modificri cantitative
19. 19
Prelucrri cu adugare de material:
Metalizarea prin condensarea i solidificarea materialului de
adaos evaporat cu ajutorul LASERULUI (*)
Acoperiri cu ajutorul fasciculului laser
Sudarea cu facicul LASER (*)
Stereolitografierea cu ajutorul LASERULUI (Rapid
Prototyping Technology)
Tehnologii de prelucrare cu ajutorul
LASERului
Prelucrri cu adugare de material