Lazeris – apdirbimo įrankis

Tradiciniai apdirbimo įrenginiai sukonstruoti taip, kad labai gerai atliktų konkrečią operaciją, t. y. pagal reikiamus standartus. Pramoninė lazerinė medžiagų apdirbimo sistema skiriasi, nes ji yra paslankus mašininis įrankis. Lazeris generuoja unikalių savybių šviesos pluoštą, kuris gali būti fokusuotas į mažą dėmę (mažiausias skersmuo gali būti artimas lazerio generuojamos spinduliuotės bangos ilgiui), sukuriant labai didele intensyvumo energijos šaltinį, kuris labai tinka giliau įsiskverbti į medžiagą, arba išplečiamas ir taip pritaikomas paviršiams apdirbti ar modifikuoti. Medžiagoms apdirbti daugiausia naudojamas terminis režimas, tačiau gali būti panaudotas ir neterminis rėžimas, kai medžiagos atomų ryšiai nutraukiami dėl didelės lazerio spinduliuotės fotonų energijos be šiluminio poveikio. Lazerio pluošto matmenys lanksčiai gali būti keičiami su lazerinės medžiagų apdirbimo sistemos optiniais komponentais, norint atlikti daug operacijų vienu metu, arba nukreipiami į įvairias apdirbimo stotis atlikti nuoseklų gaminio apdirbimą. Todėl lazeris teikia galimybių medžiagų apdirbimo inovacijoms. Inovacija šiuo atveju galima apibūdinti kaip vieną iš trijų taikymų:

•   naujas idėjos pritaikymas,

•   naujo proceso pritaikymas,

•   geriausiu atveju naujo proceso naujas pritaikymas.

Tam tikrais atvejais lazeris gali pakeisti senus apdirbimo įrenginius. Pavyzdžiui metalo lakštų pjaustymas lazerio pluoštu yra našesnis ir kokybiškesnis, todėl lazeris atsiperka per keletą mėnesių. Tačiau lazeris gali tapti įrankiu, apie kuri yra sukuriamas naujas apdirbimo procesas. Pavyzdžiui, spartusis prototipavimas leidžia gaminti produktus nauju būdu, kai jų dizainas nulemiamas atliekamų funkcijų, o ne tradici­nių gamybos technologijų ribojimais. Abu šie būdai buvo sėkmingai pritaikyti norint didinti gaminančios industrijos konkurencingumą. Graviravimas lazeriu.

Lazerinio medžiagų apdirbimo procesų yra daugybė ir jų skaičius nuolat didėja. Apskritai apie lazerinį medžiagų apdirbimą galima pasakyti, kad:

a)  tam naudojami įvairių tipų lazeriai, besiskiriantys lazerine terpe, bangos ilgiu, energija, galia ir veikos būdu;
b)  yra apdirbama dauguma žinomų medžiagų – metalai, lydiniai, keramika, sti­klas, polimerai ir kompozitai;
c)   galimi du apdirbimo būdai – terminis (sukeltas šilumos perdavimo) ir neterminis (sukeltas pokyčių atomų lygiu);
d)  naudojant du pagrindinius apdirbimo mechanizmus yra sukurta didelė taiky­mo įvairovė.

Prie terminio apdirbimo mechanizmų priskiriami šilimas, lydymas ir garavimas, o prie neterminio apdirbimo mechanizmų – procesai, kai be šiluminio poveikio yra sukuriami ir nutraukiami molekulių cheminiai ryšiai. Plataus lazerių ir lazerinio me­džiagų apdirbimo taikymo įvairiose srityse pavyzdžiai:

a) buityje:

•   vienkartinių skustuvų ašmenų suvirinimas,
•   santechninių gaminių ženklinimas,
•   medžio dirbinių ornamento kūrimas;

b) gamyboje:

•   automobilių gamyboje (kėbulo detalių suvirinimas, žymėjimas, oro pagal­vių išpjovimas, grūdinimas, plakiravimas),
•   elektronikos pramonėje (puslaidininkių apdirbimas, pjaustymas, nano-struktūrų formavimas),
•   lėktuvų pramonėje (aliuminio suvirinimas, nikelio lydinių gręžimas varik­liuose, kabelių ženklinimas, titano konstrukcijų pjaustymas);

c) sveikatos apsaugoje:

•   akių operacijos (regėjimo koregavimas, tinklainės privirinimas),
•   odos paviršiui koreguoti (raukšlėms mažinti, plaukams šalinti),
•   dantims gydyti (balinti, gydyti karieso pažeistas vietas),
•   medicininių prietaisų ir įtaisų gamyba (kateteriai, stentai);

d) mene:

•   metalo kompozicijų kūrimas (pjaustymas, virinimas),
•   meno dirbiniams valyti,
•   meno kūriniu kūrimas (steriolitografija).

Graviravimas

Naujausi straipsniai: