חיתוך בלייזר של נחושת, אלומיניום וסגסוגותיהם
במהלך חיתוך לייזר, הלייזר בעל צפיפות האנרגיה הגבוהה ממוקד על ידי עדשת המיקוד ומקרין על חומר העבודה. חלק מאנרגיית האור נספג, והחלק השני של אנרגיית האור מוחזר על ידי חומר העבודה. הלייזר המוחזר חוזר לחלק הפנימי של הלייזר לאורך הנתיב האופטי בזמן ההתרחשות, מה שיגרום לאי יציבות הכוח של הלייזר ואף יפגע בלייזר. חיתוך הלייזר מופרע ולא ניתן לבצע עיבוד רגיל.
גם לנחושת וגם לאלומיניום יש מאפיינים של רפלקטיביות גבוהה, קליטת לייזר נמוכה במיוחד ומוליכות תרמית טובה. לכן, כאשר הלייזר מקרין חומר מסוג זה, רק חלק קטן מהאנרגיה נספג, ורוב האנרגיה תוחזר בחזרה. במקביל, הוא יעביר במהירות את החום של החלק המוקרן אל הסביבה. זה הופך חיתוך לייזר של נחושת, אלומיניום וסגסוגות שלהם לקשה ביותר, או אפילו בלתי אפשרי.
דרגת קליטת לייזר באורך גל שונה שונה
למרות שכושר הספיגה של נחושת, אלומיניום וסגסוגותיהם ללייזר נמוכה מאוד, הדבר הטוב הוא שעם שינוי אורך הגל של הלייזר, גם הספיגות תשתנה. על פי המחקר על כושר הספיגה של חומרים תחת הקרנת לייזרים עם אורכי גל שונים, ניתן למצוא כי לחומרי אלומיניום נחושת יש את הספיגה הנמוכה ביותר של לייזרים בסמוך לאורך גל של 10 מיקרון, ולכן לייזר פחמן דו חמצני עם אורך גל של 10.6 מיקרון אינו מתאים לחיתוך חומרים כאלה, דבר שיוביל לאיכות חיתוך נמוכה ולפגיעה בלייזר עצמו. למעשה, רוב מראות הלייזר בעלות הספק גבוה של פחמן דו חמצני עשויות מנחושת המבוססת על עיקרון זה.
כאשר אורך הגל של הלייזר הוא סביב 355 ננומטר ו-532 ננומטר, כושר הספיגה של נחושת ואלומיניום תהיה גבוהה משמעותית. עם זאת, בשל העוצמה הנמוכה של לייזר מסוג זה, מהירות חיתוך הלייזר נמוכה ולא ניתן לעבד חומרים עבים. אפילו עבור עיבוד של רדיד נחושת דק במיוחד ורדיד אלומיניום, אפקט העיבוד הוא טוב, אבל העלות היא גם גבוהה.
רק כאשר אורך הגל של הלייזר הוא סביב 1070 ננומטר, לא רק קצב הספיגה של נחושת ואלומיניום גבוה, אלא גם עוצמת המוצא של לייזר סיב גדול. זוהי רצועת לייזר אידיאלית לחיתוך חומרי נחושת ואלומיניום. יתרה מכך, לייזר הסיבים אינו זקוק לתחזוקה, עם יעילות המרה פוטו-אלקטרית גבוהה וחיסכון באנרגיה יחסית, כך שהוא הפך לבחירה הטובה ביותר לחיתוך לייזר של סגסוגות נחושת ואלומיניום.
יתרונות ואמצעי זהירות של חיתוך סיבים בלייזר נחושת ואלומיניום
בעת שימוש בלייזר סיבים לחיתוך נחושת, אלומיניום וחומרי סגסוגת שלהם, יש לו את היתרונות של מהירות עיבוד מהירה, עומס קל על הגלוונומטר, סיבוב מהיר ויעילות גבוהה בעיבוד גרפיקה מורכבת; זה יכול לממש עיבוד רול לגליל ועיבוד מקוון של חומרים; הקצה של חומר העבודה המעובד שטוח והאזור המושפע מהחום קטן מאוד; ניתן לממש עיבוד גמיש, וניתן לשנות בקלות את סגנון החיתוך על ידי שינוי גרפיקת העיבוד; הוא צורך פחות אנרגיה חשמלית ואינו זקוק לחומרים מתכלים אחרים.
באשר לבעיית נזקי הלייזר הנגרמים על ידי החזרת הלייזר המשתקף ללייזר בכיוון ההפוך לנתיב האופטי המתרחש, ניתן להשתמש בשיטות הבאות: ראשית, בחר את הלייזר עם פונקציית אנטי השתקפות. כאשר הלייזר מוחזר ללייזר, האנרגיה תיספג כדי למנוע את כניסתה לתהודה הלייזר, על מנת להגן על הפעולה הרגילה של הלייזר. השני הוא אימוץ טכנולוגיה מיוחדת כדי למנוע מהלייזר לחזור ללייזר לאורך הנתיב האופטי. לבסוף, ניתן להשתמש בתהליכים מיוחדים להגברת קצב הספיגה של חומרים ולהאצת תהליך ניקוב הלייזר וחיתוך הלייזר.