레이저 빔 가공:정의, 구성, 작동 원리, 장점, 응용
이 기사에서는 레이저 빔 가공이란 무엇인지 알아볼 것입니다. ? 정의, 부품 또는 구성, 작동 원리, 장점, 단점 및 적용과 같은 하위 주제에 대해 자세히 설명합니다.
LASER:Light Amplification Stimulated Emission of Radiation의 약자입니다. .
다양한 유형의 레이저는 고체, 기체 및 반도체입니다. . 가공 및 용접에 필요한 고출력 레이저에는 고체 레이저가 사용됩니다.
우리는 깊이 공부할 것입니다. 먼저 정의부터 시작하겠습니다.
레이저 빔 가공 정의:
레이저 빔 가공은 레이저 가공 공정으로 공작물에 구멍을 뚫는 비전통적인 가공 공정입니다. 가공물에서 재료를 제거하기 위해 열 에너지가 사용되었습니다.
이제 우리는 건설 또는 주요 부품으로 이동합니다. 그래서
레이저 빔 가공 부품 또는 구성:
레이저 가공은 다음과 같은 주요 부분으로 구성됩니다.
- 전원 공급 장치
- 커패시터
- 플래시 램프
- 반사 거울
- 레이저 광선
- 루비 크리스탈
- 렌즈
- 작업물
전원 공급 장치:
전류 또는 전원이 시스템에 공급됩니다. 레이저 빔 가공에는 고전압 전원 시스템이 사용됩니다. 재료를 가공할 레이저에서 반응이 시작된 후 시스템에 초기 전원을 공급합니다. 펄스를 쉽게 시작할 수 있도록 고전압 공급 장치가 있습니다.
축전기:
주기의 주요 부분 동안 커패시터 뱅크는 플래싱 프로세스 동안 에너지를 충전 및 방출합니다. 커패시터는 충전 및 방전을 위한 펄스 모드에 사용됩니다.
플래시 램프:
응집력 있는 고강도 빔인 백색광을 극도로 강렬하게 생성하는 데 사용되는 전기 아크 램프입니다. 그것은 이온화되어 가공물의 재료를 녹이고 기화시키는 큰 에너지를 형성하는 가스로 채워져 있습니다.
반사 거울:
반사 거울은 내부 및 외부의 두 가지 주요 유형입니다. 레이저 빔을 유지 및 증폭하는 데 사용되는 공진기라고도 하는 내부 미러. 레이저 빔을 공작물 쪽으로 향하게 하는 데 사용됩니다.
레이저 광선:
활물질의 충돌에 의해 생성된 빛의 간섭성을 기반으로 한 광증폭 과정을 통해 레이저에 의해 생성된 방사선 빔입니다.
루비 수정:
루비 레이저는 색상이 짙은 빨간색인 일련의 일관된 펄스를 생성합니다. 그것은 인구 역전의 개념에 의해 달성됩니다. 3단계 고체 레이저입니다.
렌즈:
렌즈는 레이저 빔을 공작물에 집중시키는 데 사용됩니다. 첫 번째 레이저 빛은 확장 렌즈로 들어간 다음 광선을 평행하게 만드는 시준 렌즈로 들어가고 확장 렌즈는 원하는 크기로 레이저 빔을 확장합니다.
작업물:
공작물은 금속 또는 비금속일 수 있습니다. 이 가공 공정에서는 모든 재료를 가공할 수 있습니다.
레이저 빔 가공 작동 원리:
레이저 가공은 레이저 및 전기 에너지를 빛 에너지 및 열 에너지로 변환 또는 프로세스를 기반으로 합니다.
원자 모델에서 음전하를 띤 전자는 궤도 경로에서 양전하를 띤 핵 주위를 회전합니다. 그것은 전자의 수, 전자 구조, 인접 원자 및 전자기장에 따라 다릅니다.
전자의 모든 궤도는 서로 다른 에너지 준위와 연관되어 있습니다. 원자는 절대 0도에서 바닥 수준으로 간주되며 모든 전자는 가장 낮은 위치 에너지를 차지합니다.
바닥 상태의 전자는 고온에서 전자 진동이 증가하는 것과 같은 에너지를 흡수하여 더 높은 에너지 상태로 이동합니다.
방전으로 이어지는 끝 부분에 고전압이 가해지며 가스 플라즈마가 형성됩니다. 에너지 변환으로 인해 인구 반전 및 레이저 동작이 발생합니다.
레이저에는 하나의 100% 반사기가 있고 다른 하나는 부분 반사기입니다. 100% 반사기는 가스 튜브 내부의 광자를 지향하고 부분 반사기는 재료 처리에 사용될 레이저 빔의 일부만 허용합니다.
생성된 레이저 빔은 가공해야 하는 공작물에 집중됩니다. 레이저가 가공물에 부딪히면 열 에너지가 가공물에 충돌합니다.
이것은 가열된 다음 녹고 기화되며 마지막으로 재료가 공작물에서 제거됩니다. 따라서 레이저 가공은 일관된 광선을 사용하여 공작물을 매우 정밀하게 가공하는 열 재료 제거 공정입니다.
레이저 가공 공정에서 MRR(Material Removal Rate)은 파장에 영향을 미치는 에너지의 양을 결정하기 때문에 사용되는 파장에 따라 달라집니다.
레이저 빔 가공 작업 동영상:
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레이저 빔 가공 애플리케이션:
레이저 빔 가공의 용도 또는 적용:
- 레이저 가공은 매우 작은 구멍을 만들고 비전도성 및 내화성 재료를 용접하는 데 사용됩니다.
- 전도율이 낮은 취성재료와 Ceramic, Cloth, Wood에 가장 적합합니다.
- 레이저 가공은 수술, 미세 드릴 작업에도 사용됩니다.
- 의학 분야의 분광학 및 사진학.
- 대량 매크로 가공 생산에도 사용됩니다.
- 얇은 재료와 단단한 재료 모두에 대해 복잡한 프로파일 절단.
- 작은 구멍을 만들 때 사용합니다. 예:아기 먹이기의 젖꼭지.
레이저 빔 가공 장점:
레이저 빔 가공의 장점은 다음과 같습니다.
- 레이저 빔 가공에서는 비금속을 포함한 모든 재료도 가공할 수 있습니다.
- 매우 작은 구멍을 정밀하게 가공할 수 있습니다.
- 공구 마모율이 매우 낮습니다.
- 작업에 기계적 힘이 없습니다.
- 플라스틱, 고무와 같은 부드러운 소재를 쉽게 가공할 수 있습니다.
- 매우 유연하고 쉽게 자동화되는 기계입니다.
- 열영향부가 매우 작습니다.
- 레이저 가공은 매우 우수한 표면 조도를 제공합니다.
- 열처리 및 자성 재료의 특성을 잃지 않고 용접할 수 있습니다.
- 작업물의 정확한 위치를 확인할 수 있습니다.
레이저 빔 가공 단점:
레이저 빔 가공의 단점은 다음과 같습니다.
- 레이저 가공은 막힌 구멍을 만드는 데 사용할 수 없으며 너무 깊은 구멍을 뚫을 수도 없습니다.
- 가공된 구멍이 둥글고 직선이 아닙니다.
- 자본 및 유지 관리 비용이 높습니다.
- 안전 위험에 문제가 있습니다.
- 레이저 빔 가공의 전반적인 효율성은 낮습니다.
- 얇은 시트에 한합니다.
- 금속 제거율도 낮다.
- 플래시 램프의 수명이 짧습니다.
- 공정 중에 제거되는 금속의 양이 제한되어 있습니다.