Miten laserleikkaus toimii?

Miten laserleikkaus toimii?

Johdatus laserleikkaustekniikkaan

Mitä laserleikkaus on?

Se on prosessi, jossa materiaaleja leikataan lasersäteellä. Vaatimuksista riippuen lasersäde voi auttaa materiaalin leikkaamisessa monimutkaisiin muotoihin, joiden kanssa tavanomaiset porat olisivat muuten vaikeuksissa. Laserleikkauskonetta voidaan käyttää myös materiaalien poraamiseen ja kaiverrukseen. Laserleikkaustekniikkaa pidetään erittäin monipuolisena, koska sillä voidaan leikata monenlaisia ja eri paksuisia materiaaleja.

Miksi lasereita käytetään leikkaamiseen

Lasereita käytetään moniin tarkoituksiin. Niitä käytetään muun muassa metallilevyjen leikkaamiseen. Teräksen, ruostumattoman teräksen ja alumiinilevyn laserleikkausprosessi on erittäin tarkka, tuottaa erinomaisen leikkauslaadun, pienen railoleveyden ja pienen lämpövaikutusalueen. Sen ansiosta sillä voidaan leikata hyvin monimutkaisia muotoja ja pieniä reikiä.

Useimmat ihmiset tietävät jo, että sana "LASER" on lyhenne sanoista Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Mutta miten valo leikkaa teräslevyn läpi?

How a Laser Cutter works 

Miten laserleikkaus toimii?

Säteen tuottaminen

Lasersäde on erittäin voimakkaan valon pylväs, jolla on yksi aallonpituus tai väri. Tyypillisen hiilidioksidilaserin tapauksessa tämä aallonpituus on valospektrin infrapunaosassa, joten se on ihmissilmälle näkymätön. Säde on halkaisijaltaan vain noin 18 mm, kun se kulkee laserresonaattorista, joka luo säteen, koneen sädereitin läpi. Se voidaan heijastaa eri suuntiin useiden peilien eli "säteen taivuttajien" kautta, ennen kuin se lopulta fokusoidaan levylle. Keskitetty lasersäde kulkee suuttimen reiän läpi juuri ennen kuin se osuu levyyn. Suuttimen reiän läpi virtaa myös paineistettua kaasua, kuten happea tai typpeä.

Säteen tarkennus

Lasersäde voidaan tarkentaa erityisellä linssillä tai kaarevalla peilillä, ja tämä tapahtuu laserleikkauspäässä. Säde on tarkkaan fokusoitava siten, että fokusointipisteen muoto ja energiatiheys kyseisessä pisteessä ovat täydellisen pyöreitä ja johdonmukaisia ja keskitetty suuttimeen. Kun suuri säde keskitetään yhteen pisteeseen, lämpötiheys kyseisessä pisteessä on äärimmäinen. Mieti miten voit suurennuslasin avulla keskittää auringonsäteet lehteen ja miten se voi sytyttää tulipalon. Kuvittele keskittäväsi 6 kilowatin energian yhteen pisteeseen, ja voit kuvitella, kuinka kuumaksi tuo piste kuumenee.

Paikallinen lämmitys

Suuri tehotiheys johtaa materiaalin nopeaan kuumenemiseen, sulamiseen ja osittaiseen tai täydelliseen höyrystymiseen. Kun leikataan seostamatonta terästä, lasersäteen lämpö riittää käynnistämään tyypillisen "polttoleikkaus" palamisprosessin, ja laserleikkauskaasu on puhdasta happea, aivan kuten polttoleikkauspolttimessa. Ruostumatonta terästä tai alumiinia leikattaessa lasersäde yksinkertaisesti sulattaa materiaalin, ja korkeapaineista typpeä käytetään sulan metallin puhaltamiseen ulos raosta.

Säteen liike

CNC-laserleikkurissa laserleikkuupäätä liikutetaan halutun kappaleen muodossa metallilevyn yllä, jolloin kappale leikataan levystä. Kapasitiivinen korkeudensäätöjärjestelmä säilyttää tarkan etäisyyden suuttimen ja leikattavan levyn välillä. Tämä etäisyys on tärkeä, koska se määrittää polttopisteen sijainnin suhteessa levyn pintaan. Leikkauksen laatuun voidaan vaikuttaa nostamalla tai laskemalla polttopistettä hieman levyn pinnan yläpuolelle, pinnalle tai pinnan alapuolelle.

Myös monet muut parametrit vaikuttavat leikkauksen laatuun, mutta kun kaikkia parametreja hallitaan oikein, laserleikkaus on vakaa, luotettava ja täsmällinen leikkausprosessi.