Ακτίνα λέιζερ ως τρυπάνι. Εξοπλισμός επεξεργασίας λέιζερ στην παραγωγή πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων

Διάνοιξη οπών σε πέτρες ρολογιών - αυτή ήταν η αρχή της εργασιακής δραστηριότητας του λέιζερ. Μιλάμε για ρουμπινιές, οι οποίες χρησιμοποιούνται στα ρολόγια ως απλά ρουλεμάν. Κατά την κατασκευή τέτοιων ρουλεμάν, απαιτείται η διάνοιξη οπών σε ρουμπίνι - ένα πολύ σκληρό και ταυτόχρονα εύθραυστο υλικό - οπές με διάμετρο μόνο 0,1-0,05 mm. Για πολλά χρόνια, αυτή η λειτουργία κοσμήματος γινόταν με τη συνήθη μηχανική μέθοδο χρησιμοποιώντας τρυπάνια από λεπτό σύρμα πιάνου με διάμετρο 40-50 μικρά. Ένα τέτοιο τρυπάνι έκανε έως και 30 χιλιάδες στροφές ανά λεπτό και ταυτόχρονα εκτελούσε περίπου εκατό παλινδρομικές κινήσεις. Χρειάστηκαν έως και 10-15 λεπτά για να τρυπήσετε μια πέτρα. Πώς να αφαιρέσετε τα βύσματα στα αυτιά - βύσμα θείου nmedik.org/sernaya-probka.html.

Ξεκινώντας το 1964, η αναποτελεσματική μηχανική διάτρηση των λίθων ρολογιών άρχισε να αντικαθίσταται από διάτρηση με λέιζερ παντού. Φυσικά, ο όρος "γεώτρηση με λέιζερ" δεν πρέπει να εκληφθεί κυριολεκτικά. η ακτίνα λέιζερ δεν ανοίγει τρύπα - τη διαπερνά, προκαλώντας έντονη εξάτμιση του υλικού. Στις μέρες μας, η διάτρηση με λέιζερ πέτρες ρολογιών είναι συνηθισμένη. Για το σκοπό αυτό, ειδικότερα, χρησιμοποιούνται λέιζερ γυαλιού νεοδυμίου. Μια τρύπα στην πέτρα (με πάχος τεμαχίου κατεργασίας 0,5-1 mm) ανοίγει με μια σειρά από πολλούς παλμούς λέιζερ με ενέργεια 0,5-1 J. Η παραγωγικότητα της μηχανής λέιζερ σε αυτόματη λειτουργία είναι μια πέτρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτό είναι χίλιες φορές υψηλότερο από την παραγωγικότητα της μηχανικής γεώτρησης!

Λίγο μετά την εμφάνισή του, το λέιζερ έλαβε την επόμενη εργασία, την οποία αντιμετώπισε εξίσου επιτυχώς - διάνοιξη (διάτρηση) οπών σε μήτρες διαμαντιών. Για να ληφθεί ένα πολύ λεπτό σύρμα από χαλκό, μπρούντζο, βολφράμιο, χρησιμοποιείται η τεχνολογία έλξης του μετάλλου μέσα από μια οπή κατάλληλης διαμέτρου. Τέτοιες τρύπες ανοίγονται σε υλικά με ιδιαίτερα υψηλή σκληρότητα, επειδή κατά τη διαδικασία έλξης του σύρματος, η διάμετρος της οπής πρέπει να παραμείνει αμετάβλητη. Το διαμάντι είναι γνωστό ότι είναι το πιο σκληρό. Επομένως, είναι καλύτερο να τραβήξετε ένα λεπτό σύρμα μέσα από μια τρύπα στο διαμάντι - μέσω των λεγόμενων διαμαντιών. Μόνο με τη βοήθεια μήτρων διαμαντιού είναι δυνατό να αποκτήσετε ένα εξαιρετικά λεπτό σύρμα με διάμετρο μόνο 10 μικρά. Αλλά πώς μπορείτε να ανοίξετε μια λεπτή τρύπα σε ένα υπερσκληρό υλικό όπως το διαμάντι; Είναι πολύ δύσκολο να το κάνετε αυτό μηχανικά - χρειάζονται έως και δέκα ώρες για να ανοίξετε μηχανικά μια τρύπα σε μια μήτρα διαμαντιού. Αλλά, όπως αποδείχθηκε, δεν είναι δύσκολο να σπάσεις αυτή την τρύπα με μια σειρά από πολλούς ισχυρούς παλμούς λέιζερ.

Σήμερα, η διάτρηση με λέιζερ χρησιμοποιείται ευρέως όχι μόνο για ιδιαίτερα σκληρά υλικά, αλλά και για υλικά που χαρακτηρίζονται από αυξημένη ευθραυστότητα. Το τρυπάνι λέιζερ αποδείχθηκε όχι μόνο ισχυρό, αλλά και ένα πολύ λεπτό "εργαλείο". Παράδειγμα: η χρήση λέιζερ κατά τη διάνοιξη οπών σε υποστρώματα μικροκυκλωμάτων κατασκευασμένα από κεραμικά αλουμίνας. Τα κεραμικά είναι εξαιρετικά εύθραυστα. Για το λόγο αυτό, η μηχανική διάνοιξη οπών στο υπόστρωμα του μικροκυκλώματος πραγματοποιήθηκε, κατά κανόνα, στην «πρώτη ύλη». Τα κεραμικά πυροδοτήθηκαν μετά από διάτρηση. Σε αυτή την περίπτωση, σημειώθηκε κάποια παραμόρφωση του προϊόντος, η σχετική θέση των τρυπών που είχαν ανοίξει παραμορφώθηκε. Το πρόβλημα λύθηκε με την εμφάνιση των τρυπανιών λέιζερ. Με τη χρήση τους, είναι δυνατή η εργασία με κεραμικά υποστρώματα που έχουν ήδη καεί. Με τη βοήθεια λέιζερ, πολύ λεπτές τρύπες τρυπούνται στα κεραμικά - μόνο 10 μικρά σε διάμετρο. Τέτοιες οπές δεν μπορούν να ληφθούν με μηχανική διάτρηση.

Το γεγονός ότι η γεώτρηση είναι το επάγγελμα του λέιζερ, κανείς δεν αμφέβαλλε. Εδώ, το λέιζερ στην πραγματικότητα δεν είχε άξιους ανταγωνιστές, ειδικά όταν επρόκειτο να ανοίξει πολύ λεπτές και πολύ βαθιές τρύπες, όταν έπρεπε να ανοίξουν τρύπες σε πολύ εύθραυστα ή πολύ σκληρά υλικά.

4. Κοπή και συγκόλληση με λέιζερ.

Μια ακτίνα λέιζερ μπορεί να κόψει απολύτως τα πάντα: ύφασμα, χαρτί, ξύλο, κόντρα πλακέ, καουτσούκ. πλαστικό, κεραμικά, φύλλα αμιάντου, γυαλί, μεταλλικά φύλλα. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να επιτευχθούν ακριβείς τομές κατά μήκος πολύπλοκων προφίλ. Κατά την κοπή εύφλεκτων υλικών, το σημείο κοπής εμφυσείται με πίδακα αδρανούς αερίου. το αποτέλεσμα είναι μια ομαλή, άψητη κομμένη άκρη. Τα λέιζερ CW χρησιμοποιούνται συνήθως για κοπή. Η απαιτούμενη ισχύς ακτινοβολίας εξαρτάται από το υλικό και το πάχος του τεμαχίου εργασίας. Για παράδειγμα, ένα λέιζερ CO2 200 W χρησιμοποιήθηκε για την κοπή σανίδων πάχους 5 cm. Το πλάτος της τομής ήταν μόνο 0,7 mm. πριονίδι, φυσικά, δεν ήταν.

Για την κοπή μετάλλων χρειάζονται λέιζερ με ισχύ πολλών κιλοβάτ. Η απαιτούμενη ισχύς μπορεί να μειωθεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο κοπής με λέιζερ αερίου - όταν ένας ισχυρός πίδακας οξυγόνου κατευθύνεται στην επιφάνεια κοπής ταυτόχρονα με τη δέσμη λέιζερ. Κατά την καύση ενός μετάλλου σε πίδακα οξυγόνου (λόγω των αντιδράσεων οξείδωσης του μετάλλου που συμβαίνουν σε αυτόν τον πίδακα), απελευθερώνεται σημαντική ενέργεια. ως αποτέλεσμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακτινοβολία λέιζερ με ισχύ μόνο 100-500 watt. Επιπλέον, ο πίδακας οξυγόνου φυσά μακριά και απομακρύνει τα προϊόντα τήξης και καύσης του μετάλλου από τη ζώνη κοπής.

Το πρώτο παράδειγμα αυτού του είδους κοπής είναι η κοπή υφασμάτων με λέιζερ σε ένα εργοστάσιο ύφανσης. Η εγκατάσταση περιλαμβάνει ένα λέιζερ CO2 100 W, ένα σύστημα εστίασης και κίνησης της δέσμης λέιζερ, έναν υπολογιστή και μια συσκευή για τέντωμα και κίνηση ιστού. Στη διαδικασία κοπής, η δοκός κινείται κατά μήκος της επιφάνειας του υφάσματος με ταχύτητα 1 m/s. Η διάμετρος του εστιασμένου φωτεινού σημείου είναι 0,2 mm. Οι κινήσεις της δέσμης και του ίδιου του ιστού ελέγχονται από έναν υπολογιστή. Η εγκατάσταση επιτρέπει, για παράδειγμα, την κοπή υλικού για 50 στολές μέσα σε μία ώρα. Η κοπή πραγματοποιείται όχι μόνο γρήγορα, αλλά και με μεγάλη ακρίβεια. ενώ οι άκρες της κοπής είναι λείες και σκληρυμένες. Το δεύτερο παράδειγμα είναι η αυτοματοποιημένη κοπή φύλλων αλουμινίου, χάλυβα, τιτανίου στην αεροπορική βιομηχανία. Έτσι, ένα λέιζερ CO2 ισχύος 3 kW κόβει ένα φύλλο τιτανίου πάχους 5 mm με ταχύτητα 5 cm/s. Χρησιμοποιώντας πίδακα οξυγόνου, προκύπτει περίπου το ίδιο αποτέλεσμα με ισχύ ακτινοβολίας 100-300 W.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας. Ομοσπονδιακό κρατικό προϋπολογισμό εκπαιδευτικό ίδρυμα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Βλαντιμίρ Κρατικό Πανεπιστήμιο που πήρε το όνομά του από τους A.G. και N.G. Stoletovs.

Τμήμα ΦΠΜ.

Περίληψη για το θέμα

«Διάτρηση τρύπας με λέιζερ»

Ολοκληρώθηκε το:

Φοιτητική ομάδα LT - 115

Gordeeva Ekaterina

Βλαντιμίρ, 2016

Εισαγωγή

Ακτίνα λέιζερ ως τρυπάνι

Διάνοιξη οπών με λέιζερ σε μέταλλα

Διάτρηση μη μεταλλικών υλικών

Διάνοιξη οπών με λέιζερ σε σκληρές επιφάνειες

διάκριση διάτρησης με λέιζεραυξημένη ευθραυστότητα

συμπέρασμα

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Επί του παρόντος, το λέιζερ εκτελεί με επιτυχία έναν αριθμό τεχνολογικών εργασιών, κυρίως όπως κοπή, συγκόλληση, διάνοιξη οπών, θερμική επεξεργασία επιφανειών, χάραξη, σήμανση, χάραξη κ.λπ., και σε ορισμένες περιπτώσεις παρέχει πλεονεκτήματα έναντι άλλων τύπων επεξεργασίας. των οπών στο υλικό μπορεί να ολοκληρωθεί γρηγορότερα και η χάραξη ανόμοιων υλικών είναι πιο τέλεια. Επιπλέον, ορισμένοι τύποι λειτουργιών που προηγουμένως ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθούν λόγω δύσκολης προσβασιμότητας εκτελούνται με μεγάλη επιτυχία. Για παράδειγμα, η συγκόλληση υλικών και η διάνοιξη οπών μπορούν να πραγματοποιηθούν μέσω γυαλιού σε κενό ή ατμόσφαιρα διαφόρων αερίων.

Η λέξη "λέιζερ" αποτελείται από τα αρχικά γράμματα της αγγλικής φράσης Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, που στη μετάφραση στα ρωσικά σημαίνει: ενίσχυση φωτός μέσω διεγερμένης εκπομπής. Κλασικά, συνέβη ότι κατά την περιγραφή των τεχνολογιών λέιζερ για την επεξεργασία υλικών, η κύρια προσοχή δίνεται μόνο στα ίδια τα λέιζερ, τις αρχές λειτουργίας τους και τις τεχνικές παραμέτρους. Ωστόσο, για την εφαρμογή οποιασδήποτε διαδικασίας επεξεργασίας υλικών διαστάσεων με λέιζερ, εκτός από το λέιζερ, ένα σύστημα εστίασης δέσμης, μια συσκευή για τον έλεγχο της κίνησης της δέσμης κατά μήκος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας ή μια συσκευή για τη μετακίνηση του προϊόντος σε σχέση με η δέσμη, ένα σύστημα εμφύσησης αερίου, συστήματα οπτικής καθοδήγησης και εντοπισμού θέσης, λογισμικό ελέγχου διαδικασίας κοπής με λέιζερ, χάραξης κ.λπ. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η επιλογή των παραμέτρων για συσκευές και συστήματα που εξυπηρετούν άμεσα το λέιζερ δεν είναι λιγότερο σημαντική από τις παραμέτρους του ίδιου του λέιζερ. Για παράδειγμα, για τη σήμανση ρουλεμάν με διάμετρο μικρότερη από 10 mm ή τη συγκόλληση με λέιζερ ακριβείας, ο χρόνος που δαπανάται για την τοποθέτηση του προϊόντος και την εστίαση υπερβαίνει το χρόνο χάραξης ή συγκόλλησης κατά μία ή δύο τάξεις μεγέθους (ο χρόνος για την εφαρμογή του η σήμανση στο ρουλεμάν είναι περίπου 0,5 s). Επομένως, χωρίς τη χρήση συστημάτων αυτόματης τοποθέτησης και εστίασης, η χρήση συστημάτων λέιζερ σε πολλές περιπτώσεις καθίσταται οικονομικά ακατάλληλη. Η αναλογία των συστημάτων λέιζερ με τα αυτοκίνητα δείχνει ότι το λέιζερ λειτουργεί ως κινητήρας. Όσο καλός κι αν είναι ο κινητήρας, αλλά χωρίς ρόδες και όλα τα άλλα, το αυτοκίνητο δεν θα πάει.

Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για την επιλογή συστημάτων τεχνολογίας λέιζερ είναι η ευκολία συντήρησής τους. Όπως έχει δείξει η πρακτική, οι χειριστές έχουν χαμηλά προσόντα για τη συντήρηση τέτοιου εξοπλισμού. Ένας από τους λόγους για αυτό είναι ότι τα συστήματα λέιζερ εγκαθίστανται στις περισσότερες περιπτώσεις για να αντικαταστήσουν παρωχημένες τεχνολογικές διεργασίες (κρουστική και χημική σήμανση προϊόντων, μηχανική χάραξη, χειροκίνητη συγκόλληση, χειροκίνητη σήμανση κ.λπ.). Οι επικεφαλής των επιχειρήσεων που εκσυγχρονίζουν την παραγωγή τους, κατά κανόνα, για ηθικούς λόγους, αντικαθιστώντας τον παλιό εξοπλισμό με νέο, εγκαταλείπουν το παλιό (κυριολεκτικά και μεταφορικά) προσωπικό εξυπηρέτησης. Επομένως, για την εισαγωγή τεχνολογικών συστημάτων λέιζερ στην παραγωγή υπό τις δεδομένες αρχικές συνθήκες ανάπτυξής του (στις μετασοβιετικές δημοκρατίες), είναι απαραίτητο να προβλεφθεί το υψηλότερο δυνατό επίπεδο αυτοματισμού και ευκολίας εκμάθησης. Δεν πρέπει να απορρίψουμε το γεγονός ότι ο μισθός του ανειδίκευτου προσωπικού είναι χαμηλότερος από αυτόν ενός εκπαιδευμένου ειδικού. Ως εκ τούτου, είναι πιο οικονομικό να αγοράζετε εξελιγμένο εξοπλισμό με δυνατότητα ευκολίας συντήρησης παρά να προσκαλέσετε υψηλά καταρτισμένο προσωπικό.

Έτσι, το καθήκον της χρήσης τεχνολογιών λέιζερ στη σύγχρονη παραγωγή θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όχι μόνο από την άποψη των τεχνικών παραμέτρων του ίδιου του λέιζερ, αλλά και λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του εξοπλισμού και του λογισμικού που επιτρέπουν τη χρήση των ειδικών ιδιοτήτων του λέιζερ για την επίλυση ενός συγκεκριμένου τεχνολογικού προβλήματος.

Κάθε σύστημα λέιζερ που έχει σχεδιαστεί για επεξεργασία διαστάσεων υλικών χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες παραμέτρους:

Ταχύτητα επεξεργασίας (κοπή, χάραξη, κ.λπ.).

ανάλυση;

ακρίβεια επεξεργασίας·

Το μέγεθος του πεδίου εργασίας.

Σειρά υλικών επεξεργασίας (σιδηρούχα μέταλλα, μη σιδηρούχα μέταλλα, ξύλο, πλαστικά κ.λπ.).

Το φάσμα των μεγεθών και των βαρών των προϊόντων που προορίζονται για επεξεργασία.

Διαμόρφωση προϊόντος (για παράδειγμα, χάραξη σε επίπεδες, κυλινδρικές, κυματιστές επιφάνειες).

Ο απαιτούμενος χρόνος για την αλλαγή των εργασιών που εκτελούνται (αλλαγή του σχεδίου χάραξης, διαμόρφωση - γραμμές κοπής, αλλαγή υλικού επεξεργασίας κ.λπ.)

Χρόνος εγκατάστασης και τοποθέτησης του προϊόντος.

Παράμετροι περιβαλλοντικών συνθηκών (εύρος θερμοκρασίας, υγρασία, περιεκτικότητα σε σκόνη) σε ---- στις οποίες μπορεί να λειτουργήσει το σύστημα.

Απαιτήσεις για τα προσόντα του προσωπικού εξυπηρέτησης.

Με βάση αυτές τις παραμέτρους, επιλέγεται ο τύπος λέιζερ, η συσκευή σάρωσης δέσμης, αναπτύσσεται ο σχεδιασμός των συνδετήρων του προϊόντος, το επίπεδο αυτοματοποίησης του συστήματος στο σύνολό του, το ζήτημα της ανάγκης συγγραφής εξειδικευμένων προγραμμάτων για την προετοιμασία αρχείων σχεδίασης , γραμμές κοπής κ.λπ. αποφασίζεται.

Τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν τη φύση της επεξεργασίας είναι οι ενεργειακές παράμετροι του λέιζερ - ενέργεια, ισχύς, ενεργειακή πυκνότητα, διάρκεια παλμού, χωρική και χρονική δομή της ακτινοβολίας, χωρική κατανομή της πυκνότητας ισχύος ακτινοβολίας στο σημείο εστίασης, συνθήκες εστίασης, φυσική ιδιότητες του υλικού.

Ακτίνα λέιζερ ως τρυπάνι

Διάνοιξη οπών σε πέτρες ρολογιών - αυτή ήταν η αρχή της εργασιακής δραστηριότητας του λέιζερ. Μιλάμε για ρουμπινιές, οι οποίες χρησιμοποιούνται στα ρολόγια ως απλά ρουλεμάν. Κατά την κατασκευή τέτοιων ρουλεμάν, απαιτείται η διάνοιξη οπών σε ρουμπίνι - ένα πολύ σκληρό και ταυτόχρονα εύθραυστο υλικό - οπές με διάμετρο μόνο 1-0,05 mm. Για πολλά χρόνια, αυτή η λειτουργία κοσμήματος γινόταν με τη συνήθη μηχανική μέθοδο χρησιμοποιώντας τρυπάνια από λεπτό σύρμα πιάνου με διάμετρο 40-50 μικρά. Ένα τέτοιο τρυπάνι έκανε έως και 30 χιλιάδες στροφές ανά λεπτό και ταυτόχρονα εκτελούσε περίπου εκατό παλινδρομικές κινήσεις. Χρειάστηκαν έως και 10-15 λεπτά για να τρυπηθεί μια πέτρα.

Ξεκινώντας το 1964, η αναποτελεσματική μηχανική διάτρηση των λίθων ρολογιών άρχισε να αντικαθίσταται από διάτρηση με λέιζερ παντού. Φυσικά, ο όρος "γεώτρηση με λέιζερ" δεν πρέπει να εκληφθεί κυριολεκτικά. Η δέσμη λέιζερ δεν ανοίγει τρύπα, την τρυπάει προκαλώντας έντονη εξάτμιση του υλικού. Στις μέρες μας, η διάτρηση με λέιζερ πέτρες ρολογιών είναι συνηθισμένη. Για το σκοπό αυτό, ειδικότερα, χρησιμοποιούνται λέιζερ γυαλιού νεοδυμίου. Μια τρύπα στην πέτρα (με πάχος τεμαχίου κατεργασίας 0,5-1 mm) ανοίγει με μια σειρά από πολλούς παλμούς λέιζερ με ενέργεια 0,5-1 J. Η παραγωγικότητα της μηχανής λέιζερ σε αυτόματη λειτουργία είναι μια πέτρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτό είναι χίλιες φορές υψηλότερο από την παραγωγικότητα της μηχανικής γεώτρησης!

Λίγο μετά τη γέννησή του, το λέιζερ έλαβε την επόμενη εργασία, την οποία αντιμετώπισε εξίσου επιτυχώς - διάνοιξη (τρύπημα) οπών σε μήτρες διαμαντιών. Ίσως δεν γνωρίζουν όλοι ότι για να αποκτήσετε ένα πολύ λεπτό σύρμα από χαλκό, μπρούτζο, βολφράμιο, χρησιμοποιείται η τεχνολογία έλξης του μετάλλου μέσα από μια τρύπα της κατάλληλης διαμέτρου. Τέτοιες οπές ανοίγονται σε υλικά με ιδιαίτερα υψηλή σκληρότητα, επειδή κατά τη διαδικασία τραβήγματος του σύρματος, η διάμετρος της οπής πρέπει να παραμείνει αμετάβλητη. Το διαμάντι είναι γνωστό ότι είναι το πιο σκληρό. Επομένως, είναι καλύτερο να τραβήξετε ένα λεπτό σύρμα μέσα από μια τρύπα στο διαμάντι - μέσω των λεγόμενων διαμαντιών. Μόνο με τη βοήθεια μήτρων διαμαντιού είναι δυνατό να αποκτήσετε ένα εξαιρετικά λεπτό σύρμα με διάμετρο μόνο 10 μικρά. Αλλά πώς μπορείτε να ανοίξετε μια λεπτή τρύπα σε ένα υπερσκληρό υλικό όπως το διαμάντι; Είναι πολύ δύσκολο να το κάνετε αυτό μηχανικά - χρειάζονται έως και δέκα ώρες για να ανοίξετε μηχανικά μια τρύπα σε μια μήτρα διαμαντιού.

Έτσι φαίνεται σε τομή μια τρύπα σε ένα διαμαντένιο καλούπι. Οι παλμοί λέιζερ τρυπούν ένα τραχύ κανάλι σε ένα διαμάντι. Στη συνέχεια, επεξεργάζοντας το κανάλι με υπερήχους, λείανση και γυάλισμα, του δίνουν το απαραίτητο προφίλ. Το σύρμα που προκύπτει με το τράβηγμα της μήτρας έχει διάμετρο d

Αυτές οι καθαρές οπές, διαμέτρου 0,3 mm, ανοίγονται σε κεραμική πλάκα αλουμίνας πάχους 0,7 mm χρησιμοποιώντας λέιζερ CO2.

Με τη βοήθεια λέιζερ, τρυπούνται πολύ λεπτές τρύπες στα κεραμικά - με διάμετρο μόλις 10 μικρά. Σημειώστε ότι τέτοιες οπές δεν μπορούν να ληφθούν με μηχανική διάτρηση.

Το γεγονός ότι η γεώτρηση είναι το επάγγελμα του λέιζερ, κανείς δεν αμφέβαλλε. Εδώ, το λέιζερ στην πραγματικότητα δεν είχε άξιους ανταγωνιστές, ειδικά όταν επρόκειτο να ανοίξει πολύ λεπτές και πολύ βαθιές τρύπες, όταν έπρεπε να ανοίξουν τρύπες σε πολύ εύθραυστα ή πολύ σκληρά υλικά. Πέρασε σχετικά σύντομος χρόνος και έγινε σαφές ότι η δέσμη λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία όχι μόνο για διάτρηση, αλλά και για πολλές άλλες εργασίες επεξεργασίας υλικού. Σήμερα λοιπόν μπορούμε να μιλήσουμε για την εμφάνιση και την ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας - laser.

Διάνοιξη οπών με λέιζερ σε μέταλλα

Υπάρχουν πλεονεκτήματα στη χρήση λέιζερ ως εργαλείο διάτρησης.

Δεν υπάρχει μηχανική επαφή μεταξύ του εργαλείου διάτρησης και του υλικού, καθώς και σπάσιμο και φθορά των τρυπανιών.

Η ακρίβεια της τοποθέτησης της οπής είναι αυξημένη, αφού τα οπτικά που χρησιμοποιούνται για την εστίαση της δέσμης λέιζερ χρησιμοποιούνται επίσης για να την κατευθύνουν στο επιθυμητό σημείο. Οι τρύπες μπορούν να προσανατολιστούν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Επιτυγχάνεται μεγαλύτερη αναλογία βάθους προς διάμετρο διάτρησης από ό,τι συμβαίνει με άλλες μεθόδους διάτρησης.

Κατά τη διάτρηση, καθώς και κατά την κοπή, οι ιδιότητες του υλικού που υποβάλλεται σε επεξεργασία επηρεάζουν σημαντικά τις παραμέτρους λέιζερ που απαιτούνται για την εκτέλεση της λειτουργίας. Η διάτρηση πραγματοποιείται με παλμικά λέιζερ που λειτουργούν τόσο σε λειτουργία ελεύθερης λειτουργίας με διάρκεια παλμού της τάξης του 1 μs όσο και σε λειτουργία μεταγωγής Q με διάρκεια πολλών δεκάδων νανοδευτερόλεπτων. Και στις δύο περιπτώσεις, υπάρχει θερμική επίδραση στο υλικό, η τήξη και η εξάτμισή του. Η τρύπα μεγαλώνει σε βάθος κυρίως λόγω της εξάτμισης, και σε διάμετρο λόγω της τήξης των τοιχωμάτων και της εκροής υγρού υπό την δημιουργούμενη υπερβολική πίεση ατμών.

Τυπικά, οι βαθιές οπές της επιθυμητής διαμέτρου λαμβάνονται χρησιμοποιώντας επαναλαμβανόμενους παλμούς λέιζερ χαμηλής ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται οπές με μικρότερη κωνικότητα και καλύτερη ποιότητα από οπές που λαμβάνονται με μεγαλύτερη ενέργεια ενός μόνο παλμού. Εξαίρεση αποτελούν υλικά που περιέχουν στοιχεία ικανά να δημιουργήσουν υψηλή τάση ατμών. Έτσι, είναι πολύ δύσκολο να συγκολληθεί ο ορείχαλκος με παλμική ακτινοβολία λέιζερ λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε ψευδάργυρο, ωστόσο, κατά τη διάτρηση, ο ορείχαλκος έχει ορισμένα πλεονεκτήματα, καθώς τα άτομα ψευδαργύρου βελτιώνουν σημαντικά τον μηχανισμό εξάτμισης.

Δεδομένου ότι η λειτουργία πολλαπλών παλμών σάς επιτρέπει να λαμβάνετε τρύπες με την καλύτερη ποιότητα της επιθυμητής γεωμετρίας και με μικρή απόκλιση από τις καθορισμένες διαστάσεις, στην πράξη αυτή η λειτουργία έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη κατά τη διάνοιξη οπών σε λεπτά μέταλλα και μη μεταλλικά υλικά. Ωστόσο, κατά τη διάνοιξη οπών σε χοντρά υλικά, προτιμώνται μόνοι παλμοί υψηλής ενέργειας. Η διάφραγμα της ροής του λέιζερ καθιστά δυνατή τη λήψη διαμορφωμένων οπών, αλλά αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνότερα στην επεξεργασία λεπτών μεμβρανών και μη μεταλλικών υλικών. Όταν η διάτρηση με λέιζερ εκτελείται σε λεπτά φύλλα με πάχος μικρότερο από 0,5 mm, υπάρχει κάποια ενοποίηση της διαδικασίας, που συνίσταται στο γεγονός ότι μπορούν να γίνουν οπές με διάμετρο 0,001 έως 0,2 mm σε όλα τα μέταλλα σε σχετικά χαμηλές ισχύς .

Η διάνοιξη οπών σε μέταλλα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις. Έτσι, με τη βοήθεια παλμικών λέιζερ, μπορεί να πραγματοποιηθεί δυναμική εξισορρόπηση εξαρτημάτων που περιστρέφονται με υψηλή ταχύτητα. Η ανισορροπία επιλέγεται με τοπική τήξη συγκεκριμένου όγκου υλικού. Το λέιζερ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τοποθέτηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, είτε με τοπική εξάτμιση του υλικού είτε με γενική θέρμανση. Η υψηλή πυκνότητα ισχύος, το μικρό μέγεθος κηλίδας και η μικρή διάρκεια παλμού καθιστούν το λέιζερ ιδανικό εργαλείο για αυτήν την εφαρμογή.

Τα λέιζερ που χρησιμοποιούνται για τη διάνοιξη οπών σε μέταλλο θα πρέπει να παρέχουν εστιασμένη πυκνότητα ισχύος δέσμης της τάξης των 107 - 108 W/cm2. Η διάνοιξη οπών με μεταλλικά τρυπάνια με διάμετρο μικρότερη από 0,25 mm είναι μια δύσκολη πρακτική εργασία, ενώ η διάτρηση με λέιζερ καθιστά δυνατή τη λήψη οπών με διάμετρο ανάλογη με το μήκος κύματος ακτινοβολίας με αρκετά υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης. Οι ειδικοί της εταιρείας "General Electric" (ΗΠΑ) υπολόγισαν ότι η διάνοιξη οπών με λέιζερ σε σύγκριση με την επεξεργασία δέσμης ηλεκτρονίων έχει υψηλή οικονομική ανταγωνιστικότητα. Επί του παρόντος, τα λέιζερ στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διάνοιξη οπών. Παρέχουν ρυθμό επανάληψης παλμών έως και 1000 Hz και ισχύ σε συνεχή λειτουργία από 1 έως 103 W, σε λειτουργία παλμού έως εκατοντάδες κιλοβάτ και σε λειτουργία μεταγωγής Q έως αρκετά μεγαβάτ. Μερικά αποτελέσματα επεξεργασίας από τέτοια λέιζερ δίνονται στον πίνακα.

	Πάχος, mm	Διάμετρος οπής, mm	Διάρκεια γεώτρηση	ενέργεια λέιζερ,
		εισαγωγή	σαββατοκύριακο
Ανοξείδωτο ατσάλι				10 παρορμήσεις
Νικέλιο χάλυβας
Βολφράμιο
Μολυβδαίνιο

Διάτρηση μη μεταλλικών υλικών

Η διάτρηση οπών είναι ένας από τους πρώτους τομείς της τεχνολογίας λέιζερ. Πρώτον, καίγοντας τρύπες σε διάφορα υλικά, οι πειραματιστές τις χρησιμοποίησαν για να υπολογίσουν την ενέργεια ακτινοβολίας των παλμών λέιζερ. Επί του παρόντος, η διαδικασία της διάτρησης με λέιζερ γίνεται μια ανεξάρτητη κατεύθυνση της τεχνολογίας λέιζερ. Τα υλικά που θα τρυπηθούν με δέσμη λέιζερ περιλαμβάνουν αμέταλλα όπως διαμάντια, ρουμπινιές, φερρίτες, κεραμικά κ.λπ., στα οποία η διάνοιξη οπών με συμβατικές μεθόδους είναι δύσκολη ή αναποτελεσματική. Χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ, μπορείτε να ανοίξετε τρύπες διαφορετικών διαμέτρων. Για αυτή τη λειτουργία χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες δύο μέθοδοι. Στην πρώτη μέθοδο, η δέσμη λέιζερ κινείται κατά μήκος ενός δεδομένου περιγράμματος και το σχήμα της οπής καθορίζεται από την τροχιά της σχετικής κίνησής της. Εδώ, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία κοπής, κατά την οποία η πηγή θερμότητας κινείται με μια ορισμένη ταχύτητα σε μια δεδομένη κατεύθυνση: στην περίπτωση αυτή, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται λέιζερ συνεχών κυμάτων, καθώς και παλμικά λέιζερ που λειτουργούν με αυξημένο ρυθμό επανάληψης παλμών .

Στη δεύτερη μέθοδο, που ονομάζεται μέθοδος προβολής, η επεξεργασμένη οπή επαναλαμβάνει το σχήμα της δέσμης λέιζερ, στην οποία μπορεί να δοθεί οποιοδήποτε τμήμα χρησιμοποιώντας ένα οπτικό σύστημα. Η μέθοδος προβολής της διάνοιξης οπών έχει κάποια πλεονεκτήματα σε σχέση με την πρώτη. Έτσι, εάν τοποθετηθεί ένα διάφραγμα (μάσκα) στη διαδρομή της δοκού, τότε με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατό να αποκοπεί το περιφερειακό τμήμα του και να επιτευχθεί μια σχετικά ομοιόμορφη κατανομή έντασης στη διατομή της δοκού. Λόγω αυτού, το όριο της ακτινοβολούμενης ζώνης είναι πιο ευκρινές, η κωνικότητα της οπής μειώνεται και η ποιότητα βελτιώνεται.

Υπάρχει ένας αριθμός τεχνικών που σας επιτρέπουν να επιλέξετε επιπλέον ένα μέρος του λιωμένου υλικού από την τρύπα που επεξεργάζεται. Ένα από αυτά είναι η δημιουργία υπερβολικής πίεσης από πεπιεσμένο αέρα ή άλλα αέρια, τα οποία τροφοδοτούνται στη ζώνη γεώτρησης χρησιμοποιώντας ομοαξονικό ακροφύσιο με ακτινοβολία λέιζερ. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για τη διάνοιξη οπών με διάμετρο 0,05-0,5 mm σε κεραμικές πλάκες πάχους έως 2,5 mm χρησιμοποιώντας λέιζερ CO2 που λειτουργεί σε συνεχή λειτουργία.

Η διάνοιξη οπών σε σκληρά κεραμικά δεν είναι εύκολη υπόθεση: η συμβατική μέθοδος απαιτεί ένα διαμαντένιο εργαλείο, ενώ άλλες υπάρχουσες μέθοδοι είναι δύσκολες λόγω του μεγέθους της οπής σε διάμετρο ίση με τα δέκατα του χιλιοστού. Αυτές οι δυσκολίες είναι ιδιαίτερα αισθητές όταν το πάχος της πλάκας που πρόκειται να κατεργαστεί είναι μεγαλύτερο από τη διάμετρο της οπής. Η αναλογία του βάθους της οπής (πάχος υλικού) προς τη διάμετρό της είναι ένα μέτρο της ποιότητας της απόκτησης λεπτών οπών. είναι 2:1 με συμβατική διάτρηση και περίπου 4:1 με τη μέθοδο υπερήχων που χρησιμοποιείται κατά τη διάτρηση κεραμικών και άλλων πυρίμαχων υλικών.

Η μέθοδος διάτρησης με λέιζερ αυτής της κατηγορίας υλικών επιτρέπει την επίτευξη της καλύτερης αναλογίας με πολύ υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης οπών και σχετικά λιγότερο χρόνο. Έτσι, για τη διάτρηση με λέιζερ κεραμικών πολυκρυσταλλικής αλουμίνας υψηλής πυκνότητας, χρησιμοποιήθηκε ένα λέιζερ ρουμπίνι με ενέργεια παλμού 1,4 J, ένας εστιασμένος φακός με εστιακή απόσταση 25 mm στην επιφάνεια του δίσκου και παρέχοντας πυκνότητα ισχύος περίπου 4 -106 W/cm2. Κατά μέσο όρο, απαιτήθηκαν 40 παλμοί με ρυθμό επανάληψης 1 Hz για διάτρηση ενός κεραμικού δίσκου πάχους 3,2 mm. Η διάρκεια του παλμού λέιζερ ήταν 0,5 ms. Οι οπές που προέκυψαν είχαν μια κωνικότητα με διάμετρο περίπου 0,5 mm στην είσοδο και 0,1 mm στην έξοδο. Μπορεί να φανεί ότι η αναλογία του βάθους προς τη μέση διάμετρο της οπής είναι περίπου 11:1, η οποία είναι πολύ μεγαλύτερη από την παρόμοια αναλογία για άλλες μεθόδους διάνοιξης οπών. Για απλά υλικά, αυτή η αναλογία για διάτρηση με λέιζερ μπορεί να είναι 50:1.

Για την απομάκρυνση των προϊόντων καύσης και της υγρής φάσης από τη ζώνη γεώτρησης, χρησιμοποιείται εμφύσηση με αέρα ή άλλα αέρια. Η πιο αποτελεσματική εμφύσηση των προϊόντων γίνεται με συνδυασμό εμφύσησης από την μπροστινή πλευρά και κενού από την πίσω πλευρά του δείγματος. Ένα παρόμοιο σχέδιο χρησιμοποιήθηκε για τη διάνοιξη οπών σε κεραμικά πάχους έως 5 mm. Ωστόσο, η αποτελεσματική αφαίρεση της υγρής φάσης σε αυτή την περίπτωση συμβαίνει μόνο μετά το σχηματισμό μιας διαμπερούς οπής.

Στον πίνακα. Το σχήμα 7 δείχνει τις παραμέτρους των οπών σε ορισμένα μη μεταλλικά υλικά και τους τρόπους επεξεργασίας τους.

Υλικό	Παράμετροι τρύπας	Λειτουργία επεξεργασίας
	Διάμετρος, mm	Βάθος, mm	Αναλογία βάθους προς διάμετρο	Ενέργεια, Τζ	Διάρκεια παλμού	Πυκνότητα ροής, W/cm2	Αριθμός παλμών ανά οπή
Κεραμικά

Διάνοιξη οπών με λέιζερ σε σκληρές επιφάνειες

Η διάνοιξη οπών με λέιζερ χαρακτηρίζεται από τέτοιες φυσικές διεργασίες όπως η θέρμανση, η εξάτμιση και η τήξη του υλικού. Υποτίθεται ότι η οπή αυξάνεται σε βάθος ως αποτέλεσμα της εξάτμισης και σε διάμετρο - ως αποτέλεσμα της τήξης των τοιχωμάτων και της μετατόπισης του υγρού από υπερβολική πίεση ατμών.

Για τη λήψη οπών ακριβείας με ανοχή περίπου 2 μm, χρησιμοποιούνται λέιζερ με πολύ βραχείς παλμούς στην περιοχή ns και ps. Σας επιτρέπει να ελέγχετε τη διάμετρο της οπής σε ένα δεδομένο επίπεδο, π.χ. δεν οδηγεί σε θέρμανση και τήξη των τοιχωμάτων που είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη της διαμέτρου της οπής, αλλά οδηγεί σε εξάτμιση του υλικού από τη στερεά φάση. Επίσης, η χρήση λέιζερ με εύρη παλμών ns και ps μπορεί να μειώσει σημαντικά την παρουσία στερεοποιημένης υγρής φάσης στις πλευρικές επιφάνειες της οπής.

Προς το παρόν, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την υλοποίηση της διάτρησης οπών με λέιζερ: η διάτρηση ενός παλμού χρησιμοποιεί έναν μόνο παλμό, ως αποτέλεσμα του οποίου ανοίγεται μια τρύπα. Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η ταχύτητα. Μειονεκτήματα υψηλή παλμική ενέργεια, χαμηλό πάχος και κανονικό σχήμα της οπής λόγω της μείωσης της μεταφοράς θερμικής ενέργειας με την αύξηση του βάθους της οπής.

Στην κρουστική διάτρηση δημιουργείται μια οπή από αρκετούς παλμούς λέιζερ μικρής διάρκειας και ενέργειας.

Πλεονεκτήματα: δυνατότητα δημιουργίας βαθύτερης οπής (περίπου 100 mm), για λήψη οπών μικρής διαμέτρου. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η μεγαλύτερη διαδικασία διάτρησης.

Η διάνοιξη οπών πραγματοποιείται υπό τη δράση πολλών παλμών λέιζερ. Πρώτα, το σφυρί λέιζερ ανοίγει την αρχική τρύπα. Στη συνέχεια, διευρύνει την αρχική οπή μετακινώντας πολλές φορές κατά μήκος της αυξανόμενης κυκλικής διαδρομής στο τεμάχιο εργασίας. Το μεγαλύτερο μέρος του λιωμένου υλικού εξαναγκάζεται να βγει από την τρύπα με κατεύθυνση προς τα κάτω. Η στριφτή διάτρηση, σε αντίθεση με τη διάτρηση πυρήνα, δεν περιλαμβάνει τη δημιουργία οπής εκκίνησης. Το λέιζερ ήδη από τους πρώτους παλμούς κινείται κατά μήκος μιας κυκλικής διαδρομής μέσω του υλικού. Με αυτή την κίνηση ανεβαίνει μεγάλη ποσότητα υλικού. Κινούμενο σαν σπειροειδής σκάλα, το λέιζερ βαθαίνει την τρύπα. Αφού περάσει το λέιζερ μέσα από το υλικό, μπορούν να γίνουν μερικοί ακόμα γύροι. Έχουν σχεδιαστεί για να διευρύνουν την κάτω πλευρά της οπής και να λειαίνουν τις άκρες. Η στριφτή διάτρηση δημιουργεί πολύ μεγάλες και βαθιές τρύπες υψηλής ποιότητας. Πλεονεκτήματα: απόκτηση μεγάλων και βαθιών οπών υψηλής ποιότητας.

Πλεονεκτήματα της διάτρησης με λέιζερ: δυνατότητα απόκτησης μικρών οπών (λιγότερο από 100 μικρά), ανάγκη διάνοιξης οπής υπό γωνία, διάνοιξη οπής σε πολύ σκληρά υλικά, δυνατότητα λήψης οπών που δεν είναι στρογγυλές, υψηλή παραγωγικότητα διαδικασίας, χαμηλή θερμική επίδραση στο υλικό (η θέρμανση μειώνεται με τη μείωση του υλικού διάρκειας παλμού), μια μέθοδος χωρίς επαφή που επιτρέπει τη διάτρηση εύθραυστων υλικών (διαμάντι, πορσελάνη, φερρίτης, κρύσταλλο ζαφείρι, γυαλί), υψηλός αυτοματισμός της διαδικασίας, μακροχρόνια εξυπηρέτηση διάρκεια ζωής και σταθερότητα της διαδικασίας.

Αυτή η εργασία είναι αφιερωμένη στην αναζήτηση βέλτιστων τρόπων διάνοιξης οπών με λέιζερ σε διάφορες σκληρές επιφάνειες.

Για τα πειράματα, χρησιμοποιήθηκε ένα υπέρυθρο παλμικό λέιζερ Nd:YAG με μήκος κύματος 1064 nm. Με μέγιστη ισχύ λέιζερ 110 W, ρυθμό επανάληψης παλμού 10 kHz και διάρκεια παλμού 84 ns, οι οπές σε αυτό το έργο προέκυψαν με κρουστική διάτρηση. Κατά τη διάτρηση με λέιζερ, η ισχύς της ακτινοβολίας λέιζερ κυμαινόταν από 3,7 W έως 61,4 W, η διάμετρος της κηλίδας λέιζερ στην επιφάνεια του δείγματος κυμαινόταν από 2 mm έως 4 mm.

Η διάνοιξη οπών με λέιζερ πραγματοποιήθηκε στις ακόλουθες στερεές επιφάνειες: πλαστικό (κίτρινο), ανθρακονήματα, αλουμίνιο, πάχους 1,22,3 mm, αντίστοιχα. μεταλλική τρύπα διάτρησης λέιζερ

Η ποιότητα της διάτρησης με λέιζερ μιας επιφάνειας επηρεάζεται σημαντικά από τις ακόλουθες παραμέτρους: μέση ισχύς ακτινοβολίας λέιζερ, διάμετρος της κηλίδας λέιζερ στην επιφάνεια του δείγματος, φυσικές ιδιότητες του υλικού (συντελεστής απορρόφησης ακτινοβολίας λέιζερ από την επιφάνεια, θερμοκρασία τήξης) μήκος κύματος ακτινοβολίας λέιζερ, διάρκεια παλμού και μέθοδος διάτρησης με λέιζερ (μονός παλμός, κρουστική διάτρηση κ.λπ.).

Ο Πίνακας 1 δείχνει τους τρόπους διάτρησης με λέιζερ σε διάφορες σκληρές επιφάνειες.

Τρόποι διάνοιξης οπών με λέιζερ σε διάφορες επιφάνειες

Διάτρηση με λέιζερ που χαρακτηρίζεται από αυξημένη ευθραυστότητα

διάτρηση με λέιζερχρησιμοποιούνται ευρέως για τη δημιουργία οπών όχι μόνο σε σκληρά και υπερσκληρά υλικά, αλλά και σε υλικά που χαρακτηρίζονται από αυξημένη ευθραυστότητα.

Για διάτρηση λέιζερ οπώνΕπί του παρόντος, χρησιμοποιούν την εγκατάσταση Kvant-11, που δημιουργήθηκε με βάση ένα παλμικό λέιζερ YAG-Nd. Η συγκόλληση με λέιζερ βασίζεται επίσης στη δράση της εστιασμένης παλμικής ακτινοβολίας λέιζερ. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται τόσο συγκόλληση ραφής όσο και σημειακής συγκόλλησης.

Οι κύριες διαδικασίες σε λέιζερ Η διάτρηση των μη μεταλλικών υλικών, καθώς και κατά την κοπή, είναι η θέρμανση, η τήξη και η εξάτμιση από τη ζώνη ακτινοβολίας λέιζερ. Για να εξασφαλιστούν αυτές οι διαδικασίες, είναι απαραίτητο να έχουμε πυκνότητες ισχύος 106 - 107 W / cm2, που δημιουργούνται από το οπτικό σύστημα στο εστιακό σημείο. Σε αυτή την περίπτωση, η τρύπα μεγαλώνει σε βάθος λόγω της εξάτμισης των υλικών. υπάρχει επίσης ένα λιώσιμο των τοίχων και η εκτόξευση του υγρού κλάσματος που δημιουργείται από την υπερβολική πίεση ατμών.Η τρέχουσα βιομηχανία αυτή τη στιγμή χρησιμοποιεί ευρέως διάνοιξη οπών με λέιζερ σε διαμάντια, παρέχοντας υψηλή ακρίβεια και έλεγχο του σχηματισμού οπών στη διαδικασία διάνοιξης.

Η διάνοιξη οπών με μεταλλικά τρυπάνια με διάμετρο μικρότερη από 0,25 mm είναι μια δύσκολη πρακτική εργασία, ενώ διάτρηση με λέιζερεπιτρέπει τη λήψη οπών με διάμετρο ανάλογη με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, με επαρκώς υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης.

Είναι γνωστό από πειράματα ότι τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά της κοπής με λέιζερ ακριβείας λεπτών μεταλλικών πλακών γενικά καθορίζονται από τους ίδιους όρους και παράγοντες με τα τεχνικά χαρακτηριστικά των διεργασιών. διάτρηση με λέιζερ πολλαπλών παλμών . Το μέσο πλάτος μιας διαμπερούς κοπής σε λεπτές μεταλλικές πλάκες είναι συνήθως 30 - 50 μικρά σε όλο το μήκος του δείγματος, τα τοιχώματά τους είναι σχεδόν παράλληλα, η επιφάνεια δεν περιέχει μεγάλα ελαττώματα και ξένα εγκλείσματα. Ένα από τα χαρακτηριστικά της κοπής με παλμική ακτινοβολία είναι η πιθανότητα του λεγόμενου φαινομένου της διοχέτευσης. Αυτό το φαινόμενο εκφράζεται με την εισαγωγή μιας ποιοτικής (διάθλασης) δέσμης στο κανάλι που σχηματίστηκε από προηγούμενους παλμούς μέσω της ανάκλασης από το τοίχωμά του. Ο σχηματισμός ενός νέου καναλιού ξεκινά μετά τη μετατόπιση ολόκληρης της δέσμης περίθλασης πέρα ​​από τα περιγράμματα του προηγούμενου. Αυτή η διαδικασία καθορίζει την περιοριστική τραχύτητα του τοιχώματος κοπής και μπορεί να σταθεροποιήσει την ακρίβεια της κοπής αντισταθμίζοντας την αστάθεια του κατευθυντικού σχεδίου κατά τη διάρκεια της κατεργασίας πολλαπλών περασμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, η τραχύτητα των κομμένων άκρων συνήθως δεν ξεπερνούσε τα 4–5 μm, κάτι που μπορεί να θεωρηθεί αρκετά ικανοποιητικό.

Τα λέιζερ εκτελούν επίσης μια τέτοια λειτουργία όπως η χονδροποίηση εξαντλημένων μήτρων στην επόμενη μεγαλύτερη διάμετρο σύμφωνα με το πρότυπο. Εάν κατά τη διάρκεια της μηχανικής γεώτρησης αυτή η λειτουργία κράτησε περίπου 20 ώρες, τότε με Η διάτρηση με λέιζερ απαιτεί μόνο μερικές δεκάδες παλμούς. Το συνολικό χρονικό διάστημα είναι περίπου 15 λεπτά για την χονδροποίηση ενός καλουπιού.

Η διάτρηση οπών είναι ίσως ένας από τους πρώτους τομείς της τεχνολογίας λέιζερ. Η διαδικασία είναι αυτή τη στιγμή Η διάτρηση με λέιζερ γίνεται μια ανεξάρτητη κατεύθυνση της τεχνολογίας λέιζερ και καταλαμβάνει σημαντικό μερίδιο στην εγχώρια και ξένη βιομηχανία. Τα υλικά που θα τρυπηθούν με δέσμη λέιζερ περιλαμβάνουν αμέταλλα όπως διαμάντια, ρουμπινιές, φερρίτες, κεραμικά κ.λπ., στα οποία η διάνοιξη οπών με συμβατικές μεθόδους είναι δύσκολη ή αναποτελεσματική.

Ωστόσο, κατά τη διάνοιξη οπών σε χοντρά υλικά, προτιμώνται μόνοι παλμοί υψηλής ενέργειας. Η διάφραγμα της ροής του λέιζερ καθιστά δυνατή τη λήψη διαμορφωμένων οπών, αλλά αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνότερα στην επεξεργασία λεπτών μεμβρανών και μη μεταλλικών υλικών. Σε αυτή την περίπτωση, προς τηνπότε μεγάλοδιάτρηση με λέιζερ παράγεται σε λεπτά φύλλα πάχους μικρότερου από 0,5 mm, υπάρχει κάποια ενοποίηση της διαδικασίας, που συνίσταται στο γεγονός ότι μπορούν να γίνουν οπές με διάμετρο από 0,001 έως 0,2 mm σε όλα τα μέταλλα σε σχετικά χαμηλές δυνάμεις. Σε μεγάλα πάχη, σύμφωνα με το Σχ. 83, εμφανίζεται μια μη γραμμικότητα λόγω του εφέ διαλογής.

Ακόμη νωρίτερα, σημειώθηκε ότι η χρήση εύκαμπτων PCB αυξάνει την αξιοπιστία τους, μειώνει τον χρόνο συναρμολόγησης των συσκευών κατά εκατοντάδες ώρες και δίνει κέρδος σε όγκο και μάζα κατά 2–4 σε σύγκριση με τη χρήση άκαμπτων PCB σε το ΜΕΑ. Τώρα η προϋπάρχουσα τροχοπέδη στην ανάπτυξη ευέλικτου λογισμικού, δηλαδή ο γνωστός συντηρητισμός των σχεδιαστών που έχουν συνηθίσει να δουλεύουν με συμβατικό λογισμικό, μπορεί να θεωρηθεί ως περασμένο στάδιο. Σε αυτή την περίπτωση, το έργο της μείωσης των μηχανικών τάσεων μεταξύ του PCB και του LSI που είναι εγκατεστημένο σε αυτό στη θήκη κρυστάλλου διευκολύνεται και καθίσταται επίσης δυνατή η απόκτηση διάνοιξη λέιζερ υπομικροσκοπικών οπών με διάμετρο 125 microns (αντί για 800 microns στα συμβατικά PCB) για εναλλαγή μεταξύ των στρωμάτων με συνεχή πλήρωσή τους με χαλκό. Τέλος, το εύκαμπτο πολυϊμιδικό PCB είναι διαφανές, επιτρέποντας οπτική επιθεώρηση όλων των αρμών συγκόλλησης σε κάθε στρώμα κάτω από προσεκτικά επιλεγμένες συνθήκες φωτισμού.

συμπέρασμα

Εν κατακλείδι, θα ήθελα να σταθώ σε ορισμένα γενικά ζητήματα εισαγωγής τεχνολογιών λέιζερ στη σύγχρονη παραγωγή.

Το πρώτο στάδιο στη δημιουργία μιας τεχνολογικής εγκατάστασης λέιζερ είναι η ανάπτυξη μιας τεχνικής εργασίας. Σε πολλές περιπτώσεις, οι πελάτες προσπαθούν να το παίξουν με ασφάλεια και να του βάλουν χαρακτηριστικά που ξεπερνούν κατά πολύ τις πραγματικές ανάγκες της παραγωγής. Ως αποτέλεσμα, το κόστος του εξοπλισμού αυξάνεται κατά 30-50%. Παραδόξως, ο λόγος για αυτό είναι, κατά κανόνα, το σχετικά υψηλό κόστος των συστημάτων λέιζερ. Πολλοί επιχειρηματίες σκέφτονται ως εξής:

"... αν αγοράσω νέο ακριβό εξοπλισμό, τότε όσον αφορά τα χαρακτηριστικά θα πρέπει να υπερβαίνει τα πρότυπα που απαιτούνται αυτή τη στιγμή, "ίσως", κάποια μέρα θα μου φανεί χρήσιμο ...". Ως αποτέλεσμα, οι πιθανές δυνατότητες του εξοπλισμού δεν χρησιμοποιούνται ποτέ και ο χρόνος απόσβεσης αυξάνεται.

Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας προσέγγισης είναι η μετάβαση από τη μηχανική σήμανση των εξαρτημάτων στη σήμανση με λέιζερ. Τα κύρια κριτήρια σήμανσης είναι η αντίθεση της επιγραφής και η αντοχή στην τριβή. Η αντίθεση καθορίζεται από την αναλογία του πλάτους και του βάθους της γραμμής χάραξης. Το ελάχιστο πλάτος γραμμής για μηχανική χάραξη είναι περίπου 0,3 mm. Για να αποκτήσετε μια αντίθετη επιγραφή, το βάθος της πρέπει να είναι περίπου 0,5 mm. Επομένως, σε πολλές περιπτώσεις, κατά τη σύνταξη των όρων αναφοράς για μια εγκατάσταση λέιζερ, λαμβάνονται υπόψη αυτές οι παράμετροι. Αλλά το πλάτος γραμμής κατά τη χάραξη με λέιζερ είναι 0,01-0,03 mm, αντίστοιχα, το βάθος της επιγραφής μπορεί να γίνει 0,05 mm, δηλ. τάξη μεγέθους μικρότερη από ό,τι με μια μηχανική. Επομένως, η σχέση μεταξύ ισχύος λέιζερ και χρόνου σήμανσης μπορεί να βελτιστοποιηθεί σε σχέση με το κόστος του συστήματος. Ως αποτέλεσμα, μειώνεται η τιμή της εγκατάστασης λέιζερ και ως αποτέλεσμα ο χρόνος απόσβεσης της.

Η εισαγωγή τεχνολογιών λέιζερ σε πολλές περιπτώσεις καθιστά δυνατή την επίλυση «παλαιών» προβλημάτων με θεμελιωδώς νέες μεθόδους. Κλασικό παράδειγμα αυτού είναι η εφαρμογή προστατευτικών επιγραφών, εμπορικών σημάτων κ.λπ. σε προϊόντα για προστασία από την παραχάραξη. Οι δυνατότητες της τεχνολογίας λέιζερ καθιστούν δυνατή την αναγνώριση μιας επιγραφής ασφαλείας με μία μόνο γραμμή στην επιγραφή. Η δυνατότητα χρήσης κρυπτογραφικών μεθόδων σάς επιτρέπει να εφαρμόζετε «δυναμική» προστασία από πλαστογραφία, π.χ. ενώ αποθηκεύετε το γενικό σχέδιο, μετά από ορισμένο χρόνο αλλάζουν κάποια στοιχεία που είναι αναγνωρίσιμα μόνο από ειδικούς ή ειδικό εξοπλισμό. Ανέφικτο για τις μηχανικές μεθόδους παραχάραξης είναι η δυνατότητα δημιουργίας μιας μικρής προεξοχής (3-10 microns) από εκπομπές μετάλλων στις άκρες της γραμμής χάραξης με λέιζερ. Η πολύπλοκη χρήση τέτοιων τεχνικών ελαχιστοποιεί την πιθανότητα παραποίησης και την καθιστά οικονομικά ασύμφορη.

Η εισαγωγή τεχνολογιών λέιζερ σε αυτό το στάδιο της τεχνολογικής ανάπτυξης (η μετάβαση από τον «άγριο» καπιταλισμό στην κανονική παραγωγή) είναι μόνο μία από τις επιλογές για την έναρξη του σχηματισμού αυτού που ονομάζεται παραγωγή υψηλής τεχνολογίας. Αυτές οι μικρές επιχειρήσεις που χρησιμοποιούν πολλά από αυτού του είδους τα συστήματα λέιζερ έχουν επιβεβαιώσει το νόμο της διαλεκτικής της μετάβασης από την ποσότητα στην ποιότητα. Ο νέος εξοπλισμός απαιτεί θεμελιωδώς νέες μεθόδους συντήρησής του, κατά κανόνα, που περιλαμβάνουν αυξημένη προσοχή του προσωπικού και διατήρηση της "καθαριότητας" στο δωμάτιο όπου βρίσκεται. Εκείνοι. υπάρχει μια μετάβαση σε ένα ποιοτικά νέο επίπεδο κουλτούρας παραγωγής. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των εργαζομένων συνήθως μειώνεται και οι διευθυντές επιχειρήσεων αρχίζουν να επιλύουν τα ζητήματα της οργάνωσης της εργασίας όχι μιας «ομάδας εργασίας», αλλά της βελτιστοποίησης της εργασίας μιας επιχείρησης στην οποία οι εργαζόμενοι αποτελούν μόνο αναπόσπαστο μέρος της τεχνολογικής επεξεργάζομαι, διαδικασία. Ανεξάρτητα από το αν η τεχνολογία λέιζερ θα χρησιμοποιηθεί σε αυτή την παραγωγή στο μέλλον ή όχι, η εμπειρία που αποκτήθηκε και η κουλτούρα που έχει διαμορφωθεί δεν θα εκλείψουν πουθενά. Αυτό είναι που οι εξωτερικοί παρατηρητές αποκαλούν συνήθως τεχνολογική ή επιστημονική και τεχνολογική επανάσταση, αν και στην πραγματικότητα είναι μια φυσιολογική εξελικτική διαδικασία. Η ιστορία της ανάπτυξης πολλών μεγάλων εταιρειών τεχνολογίας δείχνει ότι κάποια στιγμή στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, όλες είχαν ένα παρόμοιο στάδιο μετάβασης. Μπορεί να συμβεί αυτή τη στιγμή να βρισκόμαστε σε ένα στάδιο τεχνολογικής ανάπτυξης όπου οι σχετικά μικρές επενδύσεις σε νέες τεχνολογίες τώρα θα οδηγήσουν σε μεγάλες αποδόσεις στο μέλλον. Στη συνέργεια, την επιστήμη των αυτοοργάνωσων συστημάτων, μια τέτοια κατάσταση υπόκειται στον νόμο της «πεταλούδας» (R. Bradbury «And Thunder Rang…»), ο οποίος περιγράφει τη διαδικασία όταν μικρές αλλαγές στο παρελθόν ή το παρόν οδηγούν σε παγκόσμιες συνέπειες στο μέλλον.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Rykalin N.N. Επεξεργασία υλικών με λέιζερ. M., Mashinostroenie, 1975, 296 p.

2. Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Τεχνολογικές διεργασίες επεξεργασίας λέιζερ: Proc. εγχειρίδιο για πανεπιστήμια / Εκδ. Ο Α.Γ. Γρηγοριάντς. - Μ.: Εκδοτικός οίκος MSTU im. Ν.Ε. Bauman, 2006. -664 σελ.

3. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Η χρήση των λέιζερ στη μηχανολογία και στην κατασκευή οργάνων. - Λ., Μηχανολόγος Μηχανικός. Λένινγκραντ. τμήμα, 1978, 336 σελ.

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

...

Παρόμοια Έγγραφα

Ανάπτυξη μηχανήματος για τη διάνοιξη οπών στη ράχη ενός μπλοκ βιβλίου από έντυπο υλικό. Ανάλυση υπάρχοντος εξοπλισμού για διάνοιξη οπών, ελλείψεις του. Ανάπτυξη του τεχνολογικού σχεδίου της μηχανής και σχεδιασμός της κεφαλής διάτρησης.

διατριβή, προστέθηκε 29/07/2010


Στάδια ανάπτυξης εργαλείου για τη διάνοιξη οπών σε μέρη: βάση του τεμαχίου εργασίας σε οριζόντιο επίπεδο στην επιφάνεια, επιλογή εξοπλισμού για την τεχνολογική διαδικασία, υπολογισμός συνθηκών κοπής, σφάλματα κατασκευής και ακρίβεια στερέωσης.

θητεία, προστέθηκε 16/11/2010


Τεχνολογικές βάσεις της διαδικασίας διάνοιξης οπών. Τύποι μηχανών και τα κύρια συστατικά τους. Επιρροή του υλικού και των γεωμετρικών στοιχείων του τρυπανιού. Αλλαγή των γεωμετρικών παραμέτρων του κοπτικού τμήματος των τρυπανιών. Οι κύριοι τρόποι τελικής επεξεργασίας για την κατασκευή τρυπανιών.

διατριβή, προστέθηκε 30/09/2011


Ιστορία των μηχανών κοπής μετάλλων. Σκοπός της γεώτρησης είναι οι εργασίες για την απόκτηση οπών σε διάφορα υλικά κατά την επεξεργασία τους, σκοπός των οποίων είναι η δημιουργία οπών για το σπείρωμα, τη διάνοιξη, τη διάνοιξη. Κύριοι τύποι διατάσεων.

παρουσίαση, προστέθηκε 10/05/2016


Οι κύριες δυσκολίες των οπών επεξεργασίας. Ρύθμιση επιλογών για εργασίες βαθιάς γεώτρησης. Λειτουργίες του λιπαντικού υγρού, μέθοδοι παροχής του. Ποικιλίες βαθιάς γεώτρησης. Ικανοποιητικός σχηματισμός τσιπ και αφαίρεση του από την τρύπα.

εγχειρίδιο εκπαίδευσης, προστέθηκε 12/08/2013


Περιγραφή τεχνολογικών εργασιών - διάνοιξη και διάτρηση για τη λήψη οπών στη λεπτομέρεια "πλάκα αγωγού". Η επιλογή εργαλειομηχανής για την επεξεργασία του. Η αρχή της λειτουργίας του και ο υπολογισμός για την ακρίβεια. Προσδιορισμός συνθηκών κοπής και δύναμης σύσφιξης.

θητεία, προστέθηκε 17/01/2013


Ο σχηματισμός οπών σε συμπαγές μέταλλο με διάτρηση, η ακρίβεια της επεξεργασίας τους, ένα σύνολο εργαλείων. κατηγορία τραχύτητας επιφάνειας. Τρόποι γεώτρησης, αντιβύθισης, διόγκωσης. Ανάπτυξη ενός σχεδίου σύσφιξης εξαρτημάτων. υπολογισμός του σφάλματος βάσης και της δύναμης σύσφιξης.

εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 29/10/2014


Διάνοιξη, διάνοιξη, αντιβύθιση και διάνοιξη οπών σε μεγάλα και βαριά μέρη. Συνιστώμενες ποιότητες υλικών για πλάνισμα κοπτικών, τα χαρακτηριστικά τους. Υπολογισμός του τρόπου κοπής για την κατασκευή διαμήκους τόρνευσης χαλύβδινου άξονα.

εργασίες ελέγχου, προστέθηκε 21/11/2010


τεχνολογία λέιζερ. Η αρχή της λειτουργίας των λέιζερ. Βασικές ιδιότητες μιας δέσμης λέιζερ. Μονοχρωματικότητα της ακτινοβολίας λέιζερ. Η δύναμή του. Γιγαντιαία ορμή. Η χρήση δέσμης λέιζερ στη βιομηχανία και την τεχνολογία, την ιατρική. Ολογραφία.

περίληψη, προστέθηκε 23/11/2003


Η διάτρηση είναι η διαδικασία δημιουργίας οπών σε ένα στερεό υλικό χρησιμοποιώντας ένα εργαλείο που ονομάζεται τρυπάνι. Προσδιορισμός των κύριων παραγόντων που επηρεάζουν την ακρίβεια της τεχνολογικής διαδικασίας, υπάρχουσες κινήσεις: περιστροφική και μεταφορική κατεύθυνση.

Οι τεχνολογίες λέιζερ μπορούν να διαδραματίσουν ολοένα σημαντικό ρόλο στη βιομηχανική επεξεργασία υλικών. Πραγματοποιούν με επιτυχία εργασίες κοπής, συγκόλλησης, διάτρησης, θερμικής κατεργασίας επιφανειών, χάραξης και άλλες εργασίες. Στα πλεονεκτήματα αυτού περιλαμβάνονται η υψηλότερη παραγωγικότητα, η άψογη ποιότητα, η μοναδικότητα των εργασιών που εκτελούνται σε μέρη που δεν είναι προσβάσιμα ή σε πολύ μικρές επιφάνειες. Τα αυτόματα συστήματα τοποθέτησης και εστίασης των συμπλεγμάτων λέιζερ κάνουν την εφαρμογή τους ακόμα πιο αποτελεσματική και η ευκολία λειτουργίας δημιουργεί προϋποθέσεις για την ευρεία εφαρμογή τους στις παραγωγικές διαδικασίες

Σ.Ν. Kolpakov, A.A. Αποδοχή,
LLC "Alt laser", Kharkov

Επί του παρόντος, το λέιζερ εκτελεί με επιτυχία έναν αριθμό τεχνολογικών εργασιών, κυρίως όπως κοπή, συγκόλληση, διάτρηση, θερμική επεξεργασία επιφανειών, χάραξη, σήμανση, χάραξη κ.λπ., και σε ορισμένες περιπτώσεις παρέχει πλεονεκτήματα έναντι άλλων τύπων επεξεργασίας. Έτσι, η διάνοιξη οπών στο υλικό μπορεί να ολοκληρωθεί γρηγορότερα και η χάραξη ανόμοιων υλικών είναι πιο τέλεια. Επιπλέον, ορισμένοι τύποι επεμβάσεων που προηγουμένως ήταν αδύνατες λόγω αυξημένης έντασης εργασίας εκτελούνται με μεγάλη επιτυχία. Για παράδειγμα, η συγκόλληση υλικών και η διάνοιξη οπών μπορούν να πραγματοποιηθούν μέσω γυαλιού σε κενό ή ατμόσφαιρα διαφόρων αερίων.

Η βιομηχανική επεξεργασία υλικών έχει γίνει ένας από τους τομείς όπου τα λέιζερ χρησιμοποιούνται ευρύτερα. Πριν από την εμφάνιση των λέιζερ, οι κύριες πηγές θερμότητας για την τεχνολογική επεξεργασία ήταν ένας καυστήρας αερίου, μια εκκένωση ηλεκτρικού τόξου, ένα τόξο πλάσματος και μια δέσμη ηλεκτρονίων. Με την εμφάνιση των λέιζερ που εκπέμπουν υψηλή ενέργεια, αποδείχθηκε ότι ήταν δυνατή η δημιουργία υψηλών πυκνοτήτων ροής φωτός στην επεξεργασμένη επιφάνεια. Ο ρόλος των λέιζερ ως πηγών φωτός που λειτουργούν σε συνεχείς, παλμικούς ή γιγαντιαίους παλμικούς τρόπους είναι να παρέχουν στην επιφάνεια του επεξεργασμένου υλικού μια πυκνότητα ισχύος επαρκή για τη θέρμανση, την τήξη ή την εξάτμισή του, που αποτελούν τη βάση της τεχνολογίας λέιζερ.

Επί του παρόντος, το λέιζερ εκτελεί με επιτυχία έναν αριθμό τεχνολογικών εργασιών, κυρίως όπως κοπή, συγκόλληση, διάνοιξη οπών, θερμική επεξεργασία επιφανειών, χάραξη, σήμανση, χάραξη κ.λπ., και σε ορισμένες περιπτώσεις παρέχει πλεονεκτήματα έναντι άλλων τύπων επεξεργασίας. Έτσι, η διάνοιξη οπών στο υλικό μπορεί να ολοκληρωθεί γρηγορότερα και η χάραξη ανόμοιων υλικών είναι πιο τέλεια. Επιπλέον, ορισμένοι τύποι λειτουργιών που προηγουμένως ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθούν λόγω δύσκολης προσβασιμότητας εκτελούνται με μεγάλη επιτυχία. Για παράδειγμα, η συγκόλληση υλικών και η διάνοιξη οπών μπορούν να πραγματοποιηθούν μέσω γυαλιού σε κενό ή ατμόσφαιρα διαφόρων αερίων.

Η λέξη "λέιζερ" αποτελείται από τα αρχικά γράμματα της αγγλικής φράσης Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, η οποία μεταφράζεται στα ρωσικά σημαίνει: ενίσχυση του φωτός με διεγερμένη εκπομπή . Κλασικά, συνέβη ότι κατά την περιγραφή των τεχνολογιών λέιζερ για την επεξεργασία υλικών, η κύρια προσοχή δίνεται μόνο στα ίδια τα λέιζερ, τις αρχές λειτουργίας τους και τις τεχνικές παραμέτρους. Ωστόσο, για να εφαρμοστεί οποιαδήποτε διαδικασία επεξεργασίας διαστάσεων λέιζερ υλικών, εκτός από το λέιζερ, χρειάζεται επίσης ένα σύστημα εστίασης δέσμης, μια συσκευή ελέγχου της κίνησης της δέσμης κατά μήκος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας ή μια συσκευή για τη μετακίνηση της προϊόν σε σχέση με τη δέσμη, σύστημα εμφύσησης αερίου, συστήματα οπτικής καθοδήγησης και τοποθέτησης, διαδικασίες λογισμικού ελέγχου κοπής με λέιζερ, χάραξης κ.λπ. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η επιλογή των παραμέτρων των συσκευών και συστημάτων που εξυπηρετούν άμεσα το λέιζερ δεν είναι λιγότερο σημαντική από τις παραμέτρους του ίδιου του λέιζερ. Για παράδειγμα, για τη σήμανση ρουλεμάν με διάμετρο μικρότερη από 10 mm ή τη συγκόλληση με λέιζερ ακριβείας, ο χρόνος που δαπανάται για την τοποθέτηση του προϊόντος και την εστίαση υπερβαίνει το χρόνο χάραξης ή συγκόλλησης κατά μία ή δύο τάξεις μεγέθους (ο χρόνος σήμανσης του ρουλεμάν είναι περίπου 0,5 s). Επομένως, χωρίς τη χρήση συστημάτων αυτόματης τοποθέτησης και εστίασης, η χρήση συστημάτων λέιζερ σε πολλές περιπτώσεις καθίσταται οικονομικά ακατάλληλη. Η αναλογία των συστημάτων λέιζερ με τα αυτοκίνητα δείχνει ότι το λέιζερ λειτουργεί ως κινητήρας. Όσο καλός κι αν είναι ο κινητήρας, αλλά χωρίς ρόδες και όλα τα άλλα, το αυτοκίνητο δεν θα πάει.

Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για την επιλογή συστημάτων τεχνολογίας λέιζερ είναι η ευκολία συντήρησής τους. Όπως έχει δείξει η πρακτική, οι χειριστές έχουν χαμηλά προσόντα για τη συντήρηση τέτοιου εξοπλισμού. Ένας από τους λόγους για αυτό είναι ότι στις περισσότερες περιπτώσεις εγκαθίστανται συστήματα λέιζερ για την αντικατάσταση ξεπερασμένων τεχνολογικών διεργασιών (σόκ και χημική σήμανση προϊόντων, μηχανική χάραξη, χειροκίνητη συγκόλληση, χειροκίνητη σήμανση κ.λπ.). Οι επικεφαλής των επιχειρήσεων που εκσυγχρονίζουν την παραγωγή τους, κατά κανόνα, για ηθικούς λόγους, αντικαθιστώντας τον παλιό εξοπλισμό με νέο, εγκαταλείπουν το παλιό (κυριολεκτικά και μεταφορικά) προσωπικό εξυπηρέτησης. Επομένως, για την εισαγωγή τεχνολογικών συστημάτων λέιζερ στην παραγωγή υπό τις δεδομένες αρχικές συνθήκες ανάπτυξής του (στις μετασοβιετικές δημοκρατίες), είναι απαραίτητο να προβλεφθεί το υψηλότερο δυνατό επίπεδο αυτοματισμού και ευκολίας εκπαίδευσης. Δεν πρέπει να απορρίψουμε το γεγονός ότι ο μισθός του ανειδίκευτου προσωπικού είναι χαμηλότερος από αυτόν ενός εκπαιδευμένου ειδικού. Ως εκ τούτου, είναι πιο οικονομικό να αγοράζετε εξελιγμένο εξοπλισμό με δυνατότητα ευκολίας συντήρησης παρά να προσκαλέσετε υψηλά καταρτισμένο προσωπικό.

Έτσι, το έργο της χρήσης τεχνολογιών λέιζερ στη σύγχρονη παραγωγή θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όχι μόνο από την άποψη των τεχνικών παραμέτρων του ίδιου του λέιζερ, αλλά και λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του εξοπλισμού και του λογισμικού που επιτρέπουν τη χρήση των ειδικών ιδιοτήτων του λέιζερ για την επίλυση ενός συγκεκριμένου τεχνολογικού προβλήματος.

Κάθε σύστημα λέιζερ που έχει σχεδιαστεί για επεξεργασία διαστάσεων υλικών χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες παραμέτρους:

• ταχύτητα επεξεργασίας (κοπή, χάραξη, κ.λπ.).
• ανάλυση;
• ακρίβεια επεξεργασίας·
• το μέγεθος του πεδίου εργασίας·
• γκάμα υλικών επεξεργασίας (σιδηρούχα μέταλλα, μη σιδηρούχα μέταλλα, ξύλο, πλαστικά κ.λπ.)
• γκάμα μεγεθών και βαρών προϊόντων που προορίζονται για μεταποίηση·
• διαμόρφωση προϊόντος (για παράδειγμα, χάραξη σε επίπεδες, κυλινδρικές, κυματιστές επιφάνειες).
• τον απαραίτητο χρόνο για την αλλαγή των εργασιών που εκτελούνται (αλλαγή του σχεδίου χάραξης, διαμόρφωση γραμμής κοπής, αλλαγή του υλικού επεξεργασίας κ.λπ.)
• χρόνος εγκατάστασης και τοποθέτησης του προϊόντος·
• παραμέτρους των περιβαλλοντικών συνθηκών (εύρος θερμοκρασίας, υγρασία, περιεκτικότητα σε σκόνη) στις οποίες μπορεί να λειτουργήσει το σύστημα·
• απαιτήσεις για τα προσόντα του προσωπικού εξυπηρέτησης.

Με βάση αυτές τις παραμέτρους, επιλέγεται ο τύπος λέιζερ, η συσκευή σάρωσης δέσμης, αναπτύσσεται ο σχεδιασμός των συνδετήρων του προϊόντος, το επίπεδο αυτοματοποίησης του συστήματος στο σύνολό του, το ζήτημα της ανάγκης συγγραφής εξειδικευμένων προγραμμάτων για την προετοιμασία αρχείων σχεδίασης , γραμμές κοπής κ.λπ. αποφασίζεται.

Τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν τη φύση της επεξεργασίας είναι οι ενεργειακές παράμετροι του λέιζερ - ενέργεια, ισχύς, ενεργειακή πυκνότητα, διάρκεια παλμού, χωρικές και χρονικές δομές ακτινοβολίας, χωρική κατανομή της πυκνότητας ισχύος ακτινοβολίας στο σημείο εστίασης, συνθήκες εστίασης, φυσική ιδιότητες του υλικού (ανακλαστικότητα, θερμοφυσικές ιδιότητες, σημείο τήξης κ.λπ.).

Διάνοιξη οπών με λέιζερ σε μέταλλα

Υπάρχουν πλεονεκτήματα στη χρήση λέιζερ ως εργαλείο διάτρησης.

Δεν υπάρχει μηχανική επαφή μεταξύ του εργαλείου διάτρησης και του υλικού, καθώς και σπάσιμο και φθορά των τρυπανιών.

Η ακρίβεια της τοποθέτησης της οπής είναι αυξημένη, αφού τα οπτικά που χρησιμοποιούνται για την εστίαση της δέσμης λέιζερ χρησιμοποιούνται επίσης για να την κατευθύνουν στο επιθυμητό σημείο. Οι τρύπες μπορούν να προσανατολιστούν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

Επιτυγχάνεται μεγαλύτερη αναλογία βάθους προς διάμετρο διάτρησης από ό,τι συμβαίνει με άλλες μεθόδους διάτρησης.

Κατά τη διάτρηση, καθώς και κατά την κοπή, οι ιδιότητες του υλικού που υποβάλλεται σε επεξεργασία επηρεάζουν σημαντικά τις παραμέτρους λέιζερ που απαιτούνται για την εκτέλεση της λειτουργίας. Η διάτρηση πραγματοποιείται με παλμικά λέιζερ που λειτουργούν τόσο σε λειτουργία ελεύθερης λειτουργίας με διάρκεια παλμού της τάξης του 1 μs όσο και σε λειτουργία μεταγωγής Q με διάρκεια πολλών δεκάδων νανοδευτερόλεπτων. Και στις δύο περιπτώσεις, υπάρχει θερμική επίδραση στο υλικό, η τήξη και η εξάτμισή του. Η τρύπα μεγαλώνει σε βάθος κυρίως λόγω της εξάτμισης και σε διάμετρο - λόγω της τήξης των τοιχωμάτων και της εκροής υγρού υπό τη δημιουργούμενη υπερβολική πίεση ατμών.

Τυπικά, οι βαθιές οπές της επιθυμητής διαμέτρου λαμβάνονται χρησιμοποιώντας επαναλαμβανόμενους παλμούς λέιζερ χαμηλής ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται οπές με μικρότερη κωνικότητα και καλύτερη ποιότητα από οπές που λαμβάνονται με μεγαλύτερη ενέργεια ενός μόνο παλμού. Εξαίρεση αποτελούν υλικά που περιέχουν στοιχεία ικανά να δημιουργήσουν υψηλή τάση ατμών. Έτσι, είναι πολύ δύσκολο να συγκολληθεί ο ορείχαλκος με παλμική ακτινοβολία λέιζερ λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε ψευδάργυρο, ωστόσο, κατά τη διάτρηση, ο ορείχαλκος έχει ορισμένα πλεονεκτήματα, καθώς τα άτομα ψευδαργύρου βελτιώνουν σημαντικά τον μηχανισμό εξάτμισης.

Δεδομένου ότι η λειτουργία πολλαπλών παλμών σάς επιτρέπει να λαμβάνετε τρύπες με την καλύτερη ποιότητα της επιθυμητής γεωμετρίας και με μικρή απόκλιση από τις καθορισμένες διαστάσεις, στην πράξη αυτή η λειτουργία έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη κατά τη διάνοιξη οπών σε λεπτά μέταλλα και μη μεταλλικά υλικά. Ωστόσο, κατά τη διάνοιξη οπών σε χοντρά υλικά, προτιμώνται μόνοι παλμοί υψηλής ενέργειας. Η διάφραγμα της ροής του λέιζερ καθιστά δυνατή τη λήψη διαμορφωμένων οπών, αλλά αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνότερα στην επεξεργασία λεπτών μεμβρανών και μη μεταλλικών υλικών. Όταν η διάτρηση με λέιζερ εκτελείται σε λεπτά φύλλα με πάχος μικρότερο από 0,5 mm, υπάρχει κάποια ενοποίηση της διαδικασίας, που συνίσταται στο γεγονός ότι μπορούν να γίνουν οπές με διάμετρο 0,001 έως 0,2 mm σε όλα τα μέταλλα σε σχετικά χαμηλές ισχύς .

Η διάνοιξη οπών σε μέταλλα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις. Έτσι, με τη βοήθεια παλμικών λέιζερ, μπορεί να πραγματοποιηθεί δυναμική εξισορρόπηση εξαρτημάτων που περιστρέφονται με υψηλή ταχύτητα. Η ανισορροπία επιλέγεται με τοπική τήξη συγκεκριμένου όγκου υλικού. Το λέιζερ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τοποθέτηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, είτε με τοπική εξάτμιση του υλικού είτε με γενική θέρμανση. Η υψηλή πυκνότητα ισχύος, το μικρό μέγεθος κηλίδας και η μικρή διάρκεια παλμού καθιστούν το λέιζερ ιδανικό εργαλείο για αυτήν την εφαρμογή.

Τα λέιζερ που χρησιμοποιούνται για τη διάνοιξη οπών σε μέταλλο θα πρέπει να παρέχουν μια εστιασμένη δέσμη με πυκνότητα ισχύος της τάξης των 10 7 - 10 8 W/cm 2 . Η διάνοιξη οπών με μεταλλικά τρυπάνια με διάμετρο μικρότερη από 0,25 mm είναι μια δύσκολη πρακτική εργασία, ενώ η διάτρηση με λέιζερ καθιστά δυνατή τη λήψη οπών με διάμετρο ανάλογη με το μήκος κύματος ακτινοβολίας με αρκετά υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης. Οι ειδικοί της εταιρείας "General Electric" (ΗΠΑ) υπολόγισαν ότι η διάνοιξη οπών με λέιζερ σε σύγκριση με την επεξεργασία δέσμης ηλεκτρονίων έχει υψηλή οικονομική ανταγωνιστικότητα (Πίνακας 1). Επί του παρόντος, τα λέιζερ στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διάνοιξη οπών. Παρέχουν ρυθμό επανάληψης παλμών έως και 1000 Hz και ισχύ σε συνεχή λειτουργία από 1 έως 10 3 W, σε παλμική λειτουργία έως εκατοντάδες κιλοβάτ και σε λειτουργία Q-switched έως αρκετά μεγαβάτ. Μερικά αποτελέσματα επεξεργασίας από τέτοια λέιζερ δίνονται στον Πίνακα. 2.

Συγκόλληση μετάλλων με λέιζερ

Η συγκόλληση με λέιζερ στην ανάπτυξή της είχε δύο στάδια. Αρχικά αναπτύχθηκε σημειακή συγκόλληση. Αυτό εξηγήθηκε από την παρουσία εκείνη την εποχή ισχυρών παλμικών λέιζερ στερεάς κατάστασης. Επί του παρόντος, παρουσία λέιζερ αερίου υψηλής ισχύος CO 2 και στερεάς κατάστασης Nd:YAG που παρέχουν συνεχή και συνεχή παλμική ακτινοβολία, είναι δυνατή η συγκόλληση ραφής με βάθος διείσδυσης έως και αρκετά χιλιοστά. Η συγκόλληση με λέιζερ έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τύπους συγκόλλησης. Με την παρουσία υψηλής πυκνότητας φωτεινής ροής και οπτικού συστήματος, είναι δυνατή η τοπική διείσδυση σε ένα δεδομένο σημείο με υψηλή ακρίβεια. Αυτή η περίσταση καθιστά δυνατή τη συγκόλληση υλικών σε δυσπρόσιτες περιοχές, σε θάλαμο κενού ή γεμάτο με αέριο με παράθυρα που είναι διαφανή στην ακτινοβολία λέιζερ. Η συγκόλληση, για παράδειγμα, μικροηλεκτρονικών στοιχείων σε θάλαμο με ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου έχει ιδιαίτερο πρακτικό ενδιαφέρον, καθώς σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχουν αντιδράσεις οξείδωσης.

Η συγκόλληση των εξαρτημάτων γίνεται σε πολύ χαμηλότερες πυκνότητες ισχύος από την κοπή. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κατά τη συγκόλληση απαιτείται μόνο θέρμανση και τήξη του υλικού, δηλ. απαιτούνται πυκνότητες ισχύος που εξακολουθούν να είναι ανεπαρκείς για εντατική εξάτμιση (10 5 -10 6 W / cm 2), με διάρκεια παλμού περίπου 10 -3 -10 -4 Με. Δεδομένου ότι η ακτινοβολία λέιζερ που εστιάζεται στο υλικό που επεξεργάζεται είναι μια επιφανειακή πηγή θερμότητας, η μεταφορά θερμότητας στο βάθος των συγκολλημένων μερών πραγματοποιείται λόγω θερμικής αγωγιμότητας και η ζώνη διείσδυσης αλλάζει με την πάροδο του χρόνου με έναν σωστά επιλεγμένο τρόπο συγκόλλησης. Σε περίπτωση ανεπαρκών πυκνοτήτων ισχύος, εμφανίζεται μη διείσδυση της συγκολλημένης ζώνης και παρουσία υψηλών πυκνοτήτων ισχύος, παρατηρείται εξάτμιση μετάλλου και σχηματισμός οπών.

Η συγκόλληση μπορεί να πραγματοποιηθεί σε μηχανή κοπής αερίου με λέιζερ με χαμηλότερη ισχύ και χρησιμοποιώντας ένα ασθενές χτύπημα αδρανούς αερίου στη ζώνη συγκόλλησης. Με ισχύ λέιζερ CO 2 περίπου 200 W, είναι δυνατή η συγκόλληση χάλυβα πάχους έως 0,8 mm με ταχύτητα 0,12 m/min. η ποιότητα της ραφής δεν είναι χειρότερη από την επεξεργασία δέσμης ηλεκτρονίων. Η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων έχει κάπως υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης, αλλά πραγματοποιείται σε θάλαμο κενού, γεγονός που δημιουργεί μεγάλη ταλαιπωρία και απαιτεί σημαντικό συνολικό κόστος χρόνου.

Στον πίνακα. Το Σχήμα 3 δείχνει δεδομένα για συγκόλληση άκρου με λέιζερ CO 2 ισχύος 250 W διαφόρων υλικών.

Σε άλλες δυνάμεις ακτινοβολίας του λέιζερ CO 2, ελήφθησαν τα δεδομένα συγκόλλησης ραφής που δίνονται στον Πίνακα 1. 4. Κατά τη συγκόλληση με επικάλυψη, άκρη και γωνία, οι ταχύτητες λήφθηκαν κοντά σε αυτές που υποδεικνύονται στον πίνακα, με πλήρη διείσδυση του συγκολλούμενου υλικού στη ζώνη πρόσκρουσης δοκού.

Τα συστήματα συγκόλλησης με λέιζερ είναι ικανά να συγκολλούν ανόμοια μέταλλα, παράγοντας ελάχιστα θερμικά αποτελέσματα λόγω του μικρού μεγέθους της κηλίδας λέιζερ, καθώς και να συγκολλούν λεπτά σύρματα με διάμετρο μικρότερη από 20 μικρά σε σχήμα σύρματος ή φύλλου σύρματος.

Βιβλιογραφία

1. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Η χρήση των λέιζερ στη μηχανολογία και στην κατασκευή οργάνων. - Λ .: Μηχανολόγος μηχανικός. Λένινγκραντ. τμήμα, 1978. - 336 σελ.

2. Rykalin N.N. Επεξεργασία υλικών με λέιζερ. - M., Mashinostroenie, 1975. - 296 p.

Η σύνθεση των μιγμάτων σκυροδέματος που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή περιλαμβάνει χονδρόκοκκα υλικά όπως θρυμματισμένη πέτρα και χαλίκι. Επιπλέον, ενισχύονται οι κατασκευές από σκυρόδεμα. Επομένως, κατά τη διάτρηση, το εργαλείο πρέπει να ξεπεράσει μεταλλικά και πέτρινα εμπόδια. Η ποιότητα μιας οπής που έχει ανοίξει σε σκυρόδεμα εξαρτάται άμεσα από τη σωστή επιλογή εργαλείου και τη σωστή μέθοδο διάτρησης.

Η ξηρή διάτρηση σε σκυρόδεμα είναι η διαδικασία σχηματισμού οπής χωρίς τη χρήση νερού ή άλλου ψυκτικού. Μέχρι σήμερα, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς μια πιο αξιόπιστη, ασφαλή και ακριβή μέθοδο από τη διάτρηση επιφανειών από σκυρόδεμα με εργαλεία επικαλυμμένα με διαμάντια. Τέτοιες γεωτρήσεις εκτελούνται από ειδικές εγκαταστάσεις, οι οποίες με τη σειρά τους απαιτούν ορισμένες δεξιότητες στο χειρισμό τους. Επομένως, για βοήθεια, είναι καλύτερο να απευθυνθείτε σε επαγγελματίες που ξέρουν καλά πώς να το κάνουν γρήγορα και αποτελεσματικά.

Το εργαλείο διαμαντιών σάς επιτρέπει να ανοίγετε τρύπες με διάμετρο 15 έως 1000 mm και βάθος έως και 5 m

Ο κατάλογος των εργασιών που επιλύονται με τη διάτρηση είναι πολύ ευρύς.

Βασικά, η διάτρηση με διαμάντια χρησιμοποιείται κατά τη δημιουργία οπών σε οροφές και τοίχους για:

• σωλήνες για θέρμανση, παροχή αερίου, παροχή ρεύματος.
• συστήματα πυρασφάλειας?
• συστήματα εξαερισμού και κλιματιστικά.
• διάφορες επικοινωνίες (Διαδίκτυο, τηλέφωνο, κ.λπ.).
• εγκατάσταση περιφράξεων και κιγκλιδωμάτων στα κλιμακοστάσια.
• εγκατάσταση χημικών αγκυρίων.
• εγκατάσταση εξοπλισμού για πισίνες.

Με τη βοήθεια της τεχνολογίας διάτρησης με διαμάντια, είναι επίσης δυνατή η κοπή ανοιγμάτων σε οροφές και τοίχους.για αγωγούς εξαερισμού, πόρτες, παράθυρα και άλλες ανάγκες σε περίπτωση που δεν είναι δυνατή η χρήση ειδικού εξοπλισμού για την κοπή σκυροδέματος για αυτό.

Η τεχνολογία αυτής της μεθόδου έγκειται στο γεγονός ότι τρυπούνται οπές με διάμετρο 130-200 mm κατά μήκος της περιμέτρου του μελλοντικού ανοίγματος. Στη συνέχεια οι άκρες του ανοίγματος ισοπεδώνονται με διάτρητο ή μείγμα τσιμέντου-άμμου. Παρά το γεγονός ότι αυτή η μέθοδος απαιτεί πολύ χρόνο, το αποτέλεσμα πρακτικά δεν διαφέρει από την κοπή. Αυτή η τεχνολογία ονομάζεται οριζόντια διάτρηση με διαμάντια.

Διάτρηση σκυροδέματος χωρίς κρούση

Η τεχνολογία διάτρησης με διαμάντια βασίζεται στο μοναδικό χαρακτηριστικό του διαμαντιού - την αξεπέραστη σκληρότητά του. Η κοπτική άκρη του εργαλείου διάτρησης είναι επικαλυμμένη με μια επίστρωση που περιέχει διαμάντι, τη λεγόμενη "μήτρα". Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάτρησης, τα διαμαντένια τμήματα του εργαλείου προκαλούν τοπική καταστροφή χωρίς κραδασμούς στη ζώνη κοπής. Ταυτόχρονα με την καταστροφή του σκυροδέματος, η ίδια η μήτρα τρίβεται, αλλά επειδή είναι πολυστρωματική, εμφανίζονται νέοι κόκκοι διαμαντιού στην επιφάνειά της και η άκρη εργασίας παραμένει αιχμηρή για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η διάτρηση με διαμάντια έχει ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα - την πλήρη απουσία σκληρών κρούσεων στην επιφάνεια του σκυροδέματος και αφόρητου θορύβου. Τέτοιες θετικές ιδιότητες καθιστούν την τεχνολογία διαμαντιών απαραίτητη για εργασίες επισκευής σε διαμερίσματα πολυώροφων κτιρίων. Η διάτρηση με διαμάντια καθιστά δυνατή την αποφυγή του σχηματισμού ρωγμών στις επιφάνειες των τοίχων, οι οποίες αργά ή γρήγορα οδηγούν σε πλήρη απώλεια της φέρουσας ικανότητας, μείωση του επιπέδου θερμομόνωσης και ηχομόνωσης και επιδείνωση των χαρακτηριστικών αντοχής.

Δεδομένου ότι στη μονολιθική κατασκευή είναι αδύνατο να τοποθετηθούν όλες οι τεχνολογικές τρύπες εκ των προτέρων για διάφορες ανάγκες, η γεώτρηση με ένα εργαλείο διαμαντιών γίνεται ο μόνος τρόπος δημιουργίας ανοιγμάτων κατά την τοποθέτηση σωλήνων για θέρμανση, παροχή νερού και άλλες επικοινωνίες. Η χρήση ενός σφυριού για τέτοιες εργασίες δεν είναι μόνο οικονομικά ασύμφορη, αλλά και εξαιρετικά επικίνδυνη, καθώς τα δυναμικά φορτία στους ενισχυτικούς ιμάντες μπορούν να προκαλέσουν ρωγμές σε επιφάνειες σκυροδέματος.

Τα διαμαντένια εργαλεία είναι δημοφιλή λόγω του πλεονεκτήματος τους, καθώς είναι η δυνατότητα διάτρησης σκυροδέματος με οποιοδήποτε βαθμό ενίσχυσης.

Η διάτρηση με διαμάντια μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: με τη χρήση νερού, που μειώνει τη θέρμανση του εργαλείου, και επίσης «στεγνό». Τεχνολογικά, η ξηρή γεώτρηση είναι πολύ πιο απλή και επομένως πιο βολική. Εκτελείται με τη βοήθεια ειδικών στεφάνων που ονομάζονται «ξηρά κόφτες». Υπάρχουν διαμπερείς οπές στο σώμα αυτών των κορώνων που παρέχουν απαγωγή θερμότητας και μειώνουν τον κίνδυνο παραμόρφωσης.

Σε αντίθεση με τα «υγρές» τρυπάνια, όπου τα τμήματα διαμαντιού συνδέονται στην επιφάνεια εργασίας με συγκόλληση, τα ξηρά τρυπάνια κατασκευάζονται αποκλειστικά με συγκόλληση με λέιζερ.

Γιατί είναι τόσο σημαντική η συγκόλληση με λέιζερ τμημάτων διαμαντιών για ξηρή διάτρηση; Η απάντηση είναι πολύ απλή: η θερμοκρασία στη ζώνη γεώτρησης χωρίς τη χρήση ψυκτικού υγρού αυξάνεται πολύ γρήγορα στους 600 βαθμούς.

Αυτή η θερμοκρασία είναι το σημείο τήξης της συνηθισμένης συγκόλλησης, επομένως το τμήμα που έχει συγκολληθεί με αυτό απλά πετάει και παραμένει στην τρύπα. Για να συνεχίσετε να εργάζεστε, το τμήμα πρέπει να αφαιρεθεί από την τρύπα, καθώς δεν μπορεί να τρυπηθεί. Ένα εργαλείο με συγκολλημένα με λέιζερ τμήματα είναι σε θέση να αντέχει σε αρκετά υψηλές θερμοκρασίες και δεν «φορτώνεται» κατά τη λειτουργία.

Η Husqvarna ήταν ένας από τους πρώτους που σκέφτηκε την ιδέα της ξηρής διάνοιξης οπών σε επιφάνειες από σκυρόδεμα. Ανέπτυξε έναν ειδικό προσαρμογέα για αυτή τη μέθοδο με δυνατότητα σύνδεσης σε ηλεκτρική σκούπα.

Η ηλεκτρική σκούπα αφαιρεί τη σκόνη που δημιουργείται κατά τη διάρκεια της διάτρησης και ταυτόχρονα ψύχει το κομμάτι. Δεδομένου ότι ο προσαρμογέας είναι συνδεδεμένος στη βάση της στεφάνης, η σκόνη συλλέγεται απευθείας στην περιοχή διάτρησης και δεν εξαπλώνεται σε όλο το δωμάτιο.

Πλεονεκτήματα της ξηρής γεώτρησης

Το κύριο πλεονέκτημα της γεώτρησης ξηρού διαμαντιού είναι η δυνατότητα χρήσης αυτής της μεθόδου σε περιπτώσεις όπου η χρήση υδρόψυξης είναι απαράδεκτη. Εκτός, Η ξηρή μηχανή γεώτρησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σχετικά μικρούς χώρους. Η μονάδα υγρής επεξεργασίας καταλαμβάνει πολύ περισσότερο χώρο, καθώς είναι συνήθως εξοπλισμένη με μια αρκετά μεγάλη δεξαμενή νερού που χρησιμοποιείται για την ψύξη του εργαλείου.

Η ξηρή μέθοδος διάνοιξης οπών σε σκυρόδεμα είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν εκτελείται η εργασία:

• σε κοντινή απόσταση από την ηλεκτρική καλωδίωση.
• σε εγκαταστάσεις όπου δεν υπάρχει παροχή νερού.
• σε δωμάτια με λεπτό φινίρισμα.
• με κίνδυνο να πλημμυρίσουν τα κάτω δωμάτια με νερό.

Δυστυχώς, η ξηρή μέθοδος έχει πολλά μειονεκτήματα. Το κυριότερο είναι η αδυναμία εργασίας με μέγιστη απόδοση και φορτίο. Αυτό οφείλεται στην ταχεία θέρμανση των τμημάτων διαμαντιού, η οποία οδηγεί σε μείωση της έντασης των πόρων του εργαλείου και στην ταχεία αστοχία του. Με την ξηρή μέθοδο, η διαδικασία διάτρησης διακόπτεται περιοδικά για να ψύχεται το εργαλείο με ροές αέρα-στροβιλισμού.

Η ξηρή διάτρηση έχει περιορισμούς στη διάμετρο και το βάθος των οπών

Έτσι, η υγρή γεώτρηση είναι η προτιμώμενη μέθοδος, παρά το γεγονός ότι η χρήση της συνεπάγεται πρόσθετες προσπάθειες για την οργάνωση της εργασίας, δηλαδή, είναι απαραίτητο να φροντίσουμε για την παροχή και την αποστράγγιση του νερού. Ωστόσο, κατά την εκτέλεση εργασιών επαρκώς μεγάλου όγκου, οι πρόσθετες προσπάθειες που σχετίζονται με την παροχή νερού δεν θα είναι τόσο επαχθείς σε σύγκριση με το κόστος της ξηρής μεθόδου. Με άλλα λόγια, είναι πολύ πιο εύκολο να φροντίζεις για την παροχή και την αποστράγγιση του νερού παρά να τρυπήσεις με πολύ κόπο και χρόνο.

Χρησιμοποιημένο εργαλείο επεξεργασίας

Για ξηρή διάτρηση, χρησιμοποιούνται κορώνες διαμαντιών που δεν χρειάζονται πρόσθετη ψύξη. Ψύχονται από ρεύματα αέρα και υψηλής ποιότητας λίπανση. Η κορώνα μοιάζει με κοίλο μεταλλικό κύλινδρο. Στο ένα άκρο αυτού του γυαλιού υπάρχει μια αιχμή με επίστρωση διαμαντιού. Η άλλη ή η πίσω πλευρά της στεφάνης προορίζεται για τοποθέτηση στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται και διαθέτει βύσμα.

Η κορώνα κατά τη διάτρηση παράγει κυκλικές κινήσεις κοπής. Αυτές οι κινήσεις γίνονται με υψηλή ταχύτητα και υπό πίεση, έτσι το εργαλείο καταστρέφει την επιθυμητή περιοχή της επιφάνειας του σκυροδέματος με μεγάλη ακρίβεια. Η ταχύτητα διάτρησης και η φθορά του εργαλείου εξαρτώνται άμεσα από τη δύναμη πίεσης. Η πολύ υψηλή πίεση οδηγεί στην ταχεία καταστροφή του εργαλείου και η πολύ χαμηλή πίεση μειώνει σημαντικά την ταχύτητα της διάτρησης. Επομένως, ο σωστός υπολογισμός της μηχανικής δύναμης είναι πολύ σημαντικός. Κατά τον υπολογισμό αυτής της δύναμης, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η συνολική επιφάνεια των τμημάτων διαμαντιού και ο τύπος του υλικού που υποβάλλεται σε κατεργασία.

Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός ποικιλιών στεφάνων με διαμάντια. Ανάλογα με το μέγεθος χωρίζονται σε:

• μικρού μεγέθους?
• Μεσαίο;
• μεγάλο;
• υπερ-μεγάλο.

Σε μικρού μεγέθους περιλαμβάνονται κορώνες με διάμετρο 4-12 mm. Χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διάνοιξη μικρών οπών για ηλεκτρικές καλωδιώσεις. Τα μεσαία ακροφύσια έχουν διάμετρο 35-82 mm και χρησιμοποιούνται για διάνοιξη οπών για πρίζες, μικρούς σωλήνες κ.λπ.

Κορώνες μεγάλου μεγέθους με διάμετρο 150-400 mm χρησιμοποιούνται για τη διάνοιξη οπών σε κατασκευές από συμπαγές οπλισμένο σκυρόδεμα, για παράδειγμα, για είσοδο σε ηλεκτρικά καλώδια υψηλής τάσης ή υπονόμους. Για την ανάπτυξη αρκετά ισχυρών εγκαταστάσεων υποδομής χρησιμοποιούνται ακροφύσια με διάμετρο 400-1400 mm. Στην πραγματικότητα, ακόμη και τα 1400 mm για κορώνες δεν είναι το όριο.

Κατόπιν αιτήματος, μπορείτε να φτιάξετε ένα μεγαλύτερο ακροφύσιο. Σημαντική παράμετρος είναι επίσης το μήκος του εργαλείου διάτρησης. Το μήκος των μικρότερων ακροφυσίων δεν υπερβαίνει τα 15 cm. Το μήκος των στεφάνων της μεσαίας τάξης είναι 400-500 cm.

Ανάλογα με το σχήμα της επιφάνειας κοπής, υπάρχουν τρυπάνια πυρήνα για σκυρόδεμα των παρακάτω τύπων:

• δαχτυλίδι. Έχουν την εμφάνιση μιας συμπαγούς μήτρας διαμαντιού με τη μορφή δακτυλίου που συνδέεται με το σώμα. Συνήθως, τέτοια τρυπάνια έχουν μικρή διάμετρο, αλλά υπάρχουν εξαιρέσεις.
• οδοντωτόςείναι ο πιο συνηθισμένος τύπος τρυπανιών πυρήνα. ;
• σε συνδυασμό. Αυτές οι κορώνες χρησιμοποιούνται κυρίως για ειδικούς τύπους εργασιών σκυροδέματος.

Το τμήμα κοπής των οδοντωτών κορώνων αποτελείται από μεμονωμένα διαμαντένια στοιχεία, τα οποία μπορεί να είναι από 3 έως 32

Το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται τα τμήματα και στο οποίο στερεώνονται τα διαμάντια ονομάζεται συνδετικό υλικό και στη γλώσσα των επαγγελματιών - μήτρα. Δίνει σχήμα και δύναμη στο τμήμα διαμαντιού. Κατά την πρακτική χρήση, η μήτρα θα πρέπει να φθείρεται με τέτοιο τρόπο ώστε τα διαμάντια "εργαζόμενα" να σπάνε μετά το αμβλύωμα και τα νέα και αιχμηρά διαμάντια να λειτουργούν ως "αντικαταστάτη" τους στην επιφάνεια κοπής.

Ανάλογα με τη θέση των διαμαντιών στη μήτρα των τμημάτων κοπής, οι κορώνες χωρίζονται σε:

• μονή στρώση. Η μήτρα σε αυτή την περίπτωση έχει μόνο μια επιφανειακή στρώση κοπτικών διαμαντιών. Η πυκνότητά τους δεν είναι μεγαλύτερη από 60 τμχ/καράτια. Οι άκρες διαμαντιών μιας στρώσης θεωρούνται οι πιο βραχύβιες. Χρησιμοποιούνται κυρίως για διάτρηση σκυροδέματος χωρίς οπλισμό.
• πολυστρωματικό. Η πυκνότητα των μικροκοπτών σε τέτοιες μήτρες μπορεί να είναι έως και 120 τμχ/καράτια. Οι πολυστρωματικές κορώνες ονομάζονται επίσης αυτοακονιζόμενες. Όταν το επιφανειακό στρώμα των διαμαντιών έχει φθαρεί, το επόμενο στρώμα είναι εκτεθειμένο.
• εμποτισμένη. Τέτοιες κορώνες έχουν επίσης μια μήτρα με πολλά στρώματα κόκκων διαμαντιού, αλλά η πυκνότητά τους είναι περίπου 40-60 τεμάχια/καράτια.

Παρά την ποικιλία των τύπων εργαλείων διαμαντιών, η δομή του σχεδιασμού του είναι πανομοιότυπη. Κατά κανόνα, αποτελείται από ένα μεταλλικό σώμα στήριξης και ένα στρώμα που περιέχει διαμάντι, το οποίο αλληλεπιδρά άμεσα με το υλικό και αποτελεί τη βάση του εργαλείου. Αυτό το στρώμα είναι ένας συνδυασμός διαμαντιών και μεταλλικής σκόνης.

Όσο ακριβέστερα επιλέγεται η σύνθεση του δεσμού, τόσο πιο αποτελεσματικό και καλύτερο θα λειτουργεί συνολικά το διαμαντένιο εργαλείο. Δεν υπάρχει τυπική συνταγή για την κατασκευή ενός συνδετικού υλικού.

Κάθε μεγάλος κατασκευαστής αναπτύσσει τη δική του φόρμουλα στρώσης διαμαντιού για κάθε εργαλείο και έτσι διασφαλίζει τη μοναδικότητά του.

Τα πιο δημοφιλή αναλώσιμα χρησιμοποιούνται τώρα από τους ακόλουθους κατασκευαστές:

• Bosch. Τα προϊόντα που κατασκευάζονται με αυτό το εμπορικό σήμα παρέχουν κατασκευαστικές εργασίες υψηλής ποιότητας, καθώς είναι αξιόπιστα και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής.
• Husqvarna. Αυτός ο κατασκευαστής είναι διάσημος για τη χρήση καινοτόμων τεχνολογιών στην κατασκευή εργαλείων διαμαντιών.
• Cedimaείναι ένας από τους κορυφαίους κατασκευαστές εργαλείων κοπής για σκυρόδεμα.
• Rothenberger. Αυτή η εταιρεία δραστηριοποιείται στην παραγωγή εξοπλισμού γεώτρησης διαμαντιών και αξεσουάρ για αυτήν.
• Hiltiειδικεύεται στην παραγωγή εξοπλισμού πολύ υψηλής ποιότητας και βελτιώνει συνεχώς τη διαδικασία παραγωγής του.
• Πρόσκλησηείναι εγχώρια εταιρεία. Αρχικά, ασχολήθηκε με την πώληση ξένου εξοπλισμού, αλλά από το 2007 άρχισε να παράγει τα δικά της όργανα.

Η Husqvarna είναι πρωτοπόρος στη διάτρηση με διαμάντια για βιομηχανικό σκυρόδεμα

Η περιστροφή της στεφάνης οφείλεται στη δύναμη του εξοπλισμού διάτρησης. Η κορώνα μπορεί να τοποθετηθεί τόσο σε συμβατικό τρυπάνι όσο και σε ειδική εγκατάσταση. Η μονάδα περιστρέφει το εργαλείο με υψηλή ταχύτητα, αλλά δεν υπάρχουν κρούσεις. Το ακροφύσιο απλώς περιστρέφεται και πιέζει σταδιακά την επιφάνεια του σκυροδέματος. Έτσι, δαγκώνει χιλιοστό προς χιλιοστό στο πάχος του σκυροδέματος.

Δεδομένου ότι η κορώνα είναι κούφια εσωτερικά, μόνο οι τοίχοι της κόβονται στο σκυρόδεμα. Αυτό επιταχύνει σημαντικά και απλοποιεί τη ροή εργασίας. Η κορώνα θα βαθύνει στην επιφάνεια του τοίχου στην απαιτούμενη θέση σε λίγα λεπτά και, στη συνέχεια, θα πρέπει απλώς να τραβηχτεί έξω μαζί με το κομμένο κομμάτι σκυροδέματος.

Τα κύρια στάδια της τεχνικής διαδικασίας

Ο αλγόριθμος για τη διάτρηση κατασκευών από σκυρόδεμα έχει ως εξής:

• επιλογή στέμματος?
• συναρμολόγηση της μονάδας γεώτρησης ·
• προετοιμασία του χώρου εργασίας·
• σήμανση της επιφάνειας εργασίας με ακριβή ένδειξη του κέντρου της γεώτρησης.
• εγκατάσταση της μονάδας στην επιφάνεια εργασίας.
• εγκατάσταση κορώνας γεώτρησης.
• γεώτρηση;
• ολοκλήρωση της γεώτρησης?
• έλεγχος της ποιότητας της εργασίας.

Η εγκατάσταση πρέπει να συναρμολογηθεί πολύ προσεκτικά. Συνιστάται να δίνετε ιδιαίτερη προσοχή στη στερέωση του εργαλείου διάτρησης.. Είναι πολύ σημαντικό να μην υπάρχει τίποτα περιττό γύρω κατά τη διάρκεια της γεώτρησης, επομένως η περιοχή εργασίας πρέπει να καθαριστεί από συντρίμμια και άλλα περιττά αντικείμενα. Η σήμανση της επιφάνειας εργασίας ξεκινά με τη χάραξη δύο τεμνόμενων κάθετων γραμμών. Στη συνέχεια, από το κέντρο τους, χτίζεται ένας κύκλος της απαιτούμενης διαμέτρου. Αυτός ο κύκλος θα είναι η θέση του στέμματος.

Κατά τη διάτρηση, είναι επίσης απαραίτητο να ληφθούν υπόψη ορισμένες αποχρώσεις. Αρχικά, το στέμμα πρέπει να ρυθμιστεί πολύ προσεκτικά, τοποθετώντας το ακριβώς στον κύκλο που σχεδιάστηκε. Πρώτον, εκτελείται δοκιμαστική διάτρηση για 4-8 δευτερόλεπτα. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται ένα μικρό κανάλι, το οποίο απλοποιεί την τοποθέτηση της στεφάνης και την υλοποίηση της γεώτρησης κεφαλαίου.

Στο τέλος της διαδικασίας εργασίας, αφαιρείται η κορώνα και ελέγχεται ο βαθμός φθοράς. Το κεντρικό τμήμα της οπής κοπής αφαιρείται μαζί με την κορώνα., αλλά μερικές φορές είναι απαραίτητο να το τραβήξετε ελαφρώς με λοστό ή διάτρηση. Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι ένα φθαρμένο ακροφύσιο μπορεί να επισκευαστεί σε ειδικό συνεργείο. Η ποιότητα της εργασίας που εκτελείται εξαρτάται άμεσα από την ποιότητα του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού. Τα γεωτρύπανα από κατασκευαστές όπως οι Hilti, Husqvarna, Cedima, Tyrolit θεωρούνται από τα καλύτερα.

Ο πόρος ενός αδαμαντοφόρου εργαλείου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του υλικού στο οποίο ανοίγεται η οπή, από τον τύπο του τμήματος διαμαντιού και από τη σωστή χρήση του γεωτρύπανου. Κατά κανόνα, τα κομμάτια μεγάλης διαμέτρου έχουν επίσης μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, η οποία σχετίζεται με μεγάλο αριθμό τμημάτων διαμαντιού. Ο μέσος πόρος στεφάνων διαμαντιών με διάμετρο 200 mm με καλό κορεσμό των τμημάτων κοπής είναι περίπου 18-20 τρέχοντα μέτρα κατά τη διάτρηση οπλισμένου σκυροδέματος.

Η μη άκαμπτη στερέωση του μηχανήματος και του εργαλείου οδηγεί σε σπάσιμο των τμημάτων κοπής του εργαλείου

Ταυτόχρονα, η κύρια κατανάλωση τμημάτων διαμαντιών πέφτει στην υπέρβαση της ενίσχυσης. Παράγοντες όπως η υπερβολική ή ανομοιόμορφη τροφοδοσία μπιτ ή η εξάντληση των κομματιών λόγω χαλαρής στήριξης μπορούν να συντομεύσουν πολύ ή ακόμα και να καταστρέψουν το μιτ.

Διάτρηση λέιζερ σκυροδέματος

Η βιομηχανική διάνοιξη οπών με λέιζερ ξεκίνησε λίγο μετά την εφεύρεσή του. Η χρήση λέιζερ για τη διάνοιξη μικρών οπών σε κόκκους διαμαντιών αναφέρθηκε ήδη από το 1966. Το πλεονέκτημα της διάτρησης με λέιζερ εκδηλώνεται πιο ξεκάθαρα κατά τη δημιουργία οπών βάθους έως 10 mm και με διάμετρο από δέκατα έως εκατοστά του χιλιοστού a. Σε αυτό το εύρος μεγέθους, καθώς και κατά τη διάτρηση εύθραυστων και σκληρών υλικών, το πλεονέκτημα της τεχνολογίας λέιζερ είναι αναμφισβήτητο.

Μπορείτε να ανοίξετε τρύπες με λέιζερ σε οποιοδήποτε υλικό. Για το σκοπό αυτό, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται παλμικά λέιζερ με ενέργεια παλμού 0,1–30 J. Τυφλές και διαμπερείς οπές με διαφορετικά σχήματα διατομής μπορούν να τρυπηθούν με λέιζερ. Η ποιότητα και η ακρίβεια της κατασκευής οπών επηρεάζονται από τέτοιες χρονικές παραμέτρους του παλμού ακτινοβολίας, όπως η απότομη κλίση των ακμών του, καθώς και τα χωρικά χαρακτηριστικά του λόγω της γωνιακής κατανομής εντός του σχεδίου ακτινοβολίας και της κατανομής της έντασης ακτινοβολίας στο επίπεδο του διαφράγματος λέιζερ.

Προς το παρόν, υπάρχουν ειδικές μέθοδοι για το σχηματισμό των παραπάνω παραμέτρων που σας επιτρέπουν να δημιουργήσετε τρύπες διαφόρων σχημάτων, για παράδειγμα, τριγωνικές και ακριβώς που αντιστοιχούν στα καθορισμένα χαρακτηριστικά ποιότητας. Το χωρικό σχήμα των οπών στη διαμήκη τομή τους επηρεάζεται σημαντικά από τη θέση του εστιακού επιπέδου του φακού σε σχέση με την επιφάνεια στόχο, καθώς και από τις παραμέτρους του συστήματος εστίασης. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να δημιουργηθούν τρύπες κυλινδρικές, κωνικές ακόμη και σε σχήμα κάννης.

Τα τελευταία είκοσι χρόνια, υπήρξε ένα απότομο άλμα στη δύναμη της ακτινοβολίας λέιζερ. Αυτό οφείλεται στην έλευση και περαιτέρω ανάπτυξη συμπαγών λέιζερ νέας αρχιτεκτονικής (λέιζερ ινών και διόδων). Η σχετική φθηνότητα των εκπομπών με ισχύ μεγαλύτερη από 1 kW εξασφάλισε την εμπορική τους διαθεσιμότητα για ειδικούς που ασχολούνται με την έρευνα σε διάφορους τομείς. Ως αποτέλεσμα αυτών των μελετών, η ακτινοβολία λέιζερ υψηλής ισχύος έχει χρησιμοποιηθεί για την κοπή και τη διάτρηση σκληρών υλικών όπως σκυρόδεμα και φυσικές πέτρες.

Η τεχνολογία λέιζερ χωρίς θόρυβο και κραδασμούς εφαρμόζεται πιο αποτελεσματικά σε σεισμικές περιοχές όταν δημιουργείται τρύπες σε προϋπάρχοντα κτίρια από σκυρόδεμα. Χρησιμοποιούνται εκεί για την ενίσχυση σπιτιών έκτακτης ανάγκης με χαλύβδινο τσιμεντοκονίαμα, καθώς και για την αποκατάσταση αρχιτεκτονικών μνημείων. Στην πυρηνική βιομηχανία, η ακτινοβολία λέιζερ υψηλής ισχύος χρησιμοποιείται ευρέως για την απολύμανση πυρηνικών κατασκευών από σκυρόδεμα που έχουν ήδη παροπλιστεί. Σε αυτή την περίπτωση, οι χρήστες προσελκύονται από τη χαμηλή εκπομπή σκόνης κατά την επεξεργασία των κατασκευών από σκυρόδεμα. Σημαντικό ρόλο παίζει επίσης ο τηλεχειρισμός της διαδικασίας, δηλαδή η απομακρυσμένη θέση του εξοπλισμού από το αντικείμενο.

Ένα τρυπάνι λέιζερ χρησιμοποιείται για τη διάνοιξη οπών σε τοίχους από σκυρόδεμα και άλλες επιφάνειες.. Αποτελείται από έναν ηλεκτροκινητήρα, ένα κιβώτιο ταχυτήτων, έναν άξονα άξονα, μια συσκευή λέιζερ, ένα εργαλείο διάτρησης. Η τελευταία έχει τη μορφή βίδας, η οποία συνδέεται απευθείας με το περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων. Στο ένα άκρο αυτής της βίδας στερεώνεται μια κορώνα υψηλής θερμοκρασίας και το άλλο άκρο συνδέεται με τον άξονα του άξονα. Η συσκευή λέιζερ βρίσκεται στο επάνω μέρος του περιβλήματος του κιβωτίου ταχυτήτων.

Η δέσμη λέιζερ αυξάνει σημαντικά την ταχύτητα διάτρησης σε τοίχους από σκληρό σκυρόδεμα και μπλοκ γρανίτη

Μέτρα ασφαλείας

Κατά τη διάνοιξη οπών σε κατασκευές από σκυρόδεμα, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ατομικός προστατευτικός εξοπλισμός. Αυτά περιλαμβάνουν γυαλιά, γάντια από καμβά, αναπνευστήρα. Ο χειριστής πρέπει να είναι ντυμένος με ρούχα εργασίας από πυκνό ύφασμα και παπούτσια από καουτσούκ. Κατά τη λειτουργία, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε τυχόν ρούχα να μην πέσουν στα κινούμενα μέρη του εξοπλισμού διάτρησης.

Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, ο μεγαλύτερος αριθμός τραυματισμών υφίστανται οι εργαζόμενοι σε εργοτάξια λόγω δυσλειτουργίας ενός ηλεκτρικού εργαλείου ή ακατάλληλης χρήσης του. Επομένως, το ηλεκτρικό εργαλείο πρέπει να είναι σε καλή κατάσταση λειτουργίας. Επιπλέον, πριν από κάθε χρήση είναι απαραίτητο να ελέγχετε το καλώδιο τροφοδοσίας για τυχόν ζημιές. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, το καλώδιο πρέπει να τοποθετείται έτσι ώστε να μην μπορεί να καταστραφεί με κανέναν τρόπο.

Είναι ασφαλέστερο να τρυπάτε σκυρόδεμα ενώ στέκεστε στο πάτωμα, αλλά, δυστυχώς, αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Έτσι, είναι δυνατό να τρυπήσετε μια τρύπα μόνο στο επίπεδο της ανθρώπινης ανάπτυξης. Εάν η τρύπα είναι υψηλότερη, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια πρόσθετη βάση. Ο κύριος κανόνας σε αυτή την περίπτωση είναι η αξιοπιστία του ιδρύματος. Θα πρέπει να παρέχει στον εργαζόμενο μια σταθερή, επίπεδη θέση κατά τη διάρκεια της εργασίας. Ένα επιπλέον μέτρο ασφαλείας κατά την εργασία σε ύψος είναι αφαίρεση αντικειμένων από τον χώρο εργασίας που μπορεί να τραυματιστούν εάν πέσουν κατά λάθος.

Κατά τη διάνοιξη οπών σε τοίχους από σκυρόδεμα, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα βλάβης σε διάφορες επικοινωνίες. Αυτό μπορεί να είναι ηλεκτρική καλωδίωση, σωλήνες κεντρικής θέρμανσης, κ.λπ. Τα ηλεκτροφόρα καλώδια μπορούν εύκολα να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας έναν ανιχνευτή θαμμένου καλωδίου.

Όταν ανοίγετε τρύπες με λέιζερ, αποφύγετε να μπουν διάφορα μέρη του σώματος στην περιοχή δράσης του για να μην καείτε. Μην κοιτάτε την ίδια την ακτίνα λέιζερ ή την αντανάκλασή της, για να μην βλάψετε τον κερατοειδή χιτώνα των ματιών.Για τον ίδιο λόγο, είναι απαραίτητο να εργάζεστε μόνο σε ειδικά προστατευτικά γυαλιά. Όταν εργάζεστε με εξοπλισμό λέιζερ, θα πρέπει να ακολουθείτε τους ίδιους κανόνες ασφαλείας όπως όταν χρησιμοποιείτε οποιοδήποτε ηλεκτρικό εργαλείο.

Κόστος εργασίας

Ο σχηματισμός της τιμής των υπηρεσιών γεώτρησης σκυροδέματος επηρεάζεται από παράγοντες όπως:

• απαιτούμενη διάμετρος οπής. Με αύξηση της διαμέτρου, το κόστος της γεώτρησης αυξάνεται επίσης.
• υλικό επιφάνειαςστο οποίο να τρυπήσετε. Σε κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα, η γεώτρηση είναι πιο ακριβή από ό, τι σε τοίχους από τούβλα.
• βάθος διάτρησης. Φυσικά, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος της μελλοντικής τρύπας, τόσο πιο ακριβό θα κοστίσει η ίδια η διάτρηση.

Πρόσθετοι παράγοντες μπορούν επίσης να επηρεάσουν το κόστος των εργασιών γεώτρησης. Για παράδειγμα, η διάτρηση σε ύψος απαιτεί τη χρήση πρόσθετου εξοπλισμού. Η διάτρηση υπό γωνία δεν μπορεί να γίνει χωρίς τη χρήση ειδικού εργαλείου.

Το κόστος των εργασιών μπορεί επίσης να αυξηθεί εάν εκτελούνται σε εξωτερικούς χώρους και σε αντίξοες καιρικές συνθήκες.

Εκτιμώμενο κόστος διάνοιξης οπών με διαμαντένιο εργαλείο:

Διάμετρος οπής, mm	Κόστος 1 cm διάτρησης, τρίψτε
	Τούβλο	Σκυρόδεμα	Οπλισμένο σκυρόδεμα
16 – 67	20	26	30
72 – 112	22	28	35
122 – 142	24	30	37
152 – 162	28	35	44
172 – 202	39	50	66
250	57	77	94
300	72	88	110
400	110	135	155
500	135	175	195
600	145	195	210

συμπεράσματα

Η τεχνολογία διαμαντιών είναι μακράν η ασφαλέστερη, ταχύτερη και πιο οικονομική επιλογή για τη διάνοιξη οπών στα πιο σκληρά οικοδομικά υλικά σήμερα. Χρησιμοποιώντας τρυπάνια πυρήνα είναι δυνατό να δημιουργηθούν οπές που αντιστοιχούν ακριβώς στη δεδομένη διάμετρο. Οι τρύπες είναι επίσης ιδανικές σε σχήμα και δεν απαιτούν καμία πρόσθετη επεξεργασία, γεγονός που εξοικονομεί σημαντικά χρόνο, και το σημαντικότερο, χρήματα του πελάτη.

Τέτοια πλεονεκτήματα της διάτρησης με διαμάντια, όπως η απουσία θορύβου και κραδασμών, καθιστούν δυνατή την εργασία όχι μόνο σε μεγάλα εργοτάξια, αλλά και σε οικιστικούς χώρους, οι οποίοι είναι τόσο υπό επισκευή όσο και σε τελική (τελική) κατάσταση. Χάρη στα διαμαντένια εργαλεία και τον επαγγελματικό εξοπλισμό, οι επενδύσεις τοίχων και δαπέδων διατηρούν πλήρως την αρχική τους εμφάνιση όταν εργάζεστε σε καθαρό δωμάτιο.

Οι πρακτικές αποχρώσεις της ξηρής διάτρησης σκυροδέματος με κορώνα διαμαντιού παρουσιάζονται στο βίντεο:

Οι παραγγελίες εκτελούνται κοπή με λέιζερένα ευρύ φάσμα υλικών, διαμορφώσεων και μεγεθών.

Η εστιασμένη ακτινοβολία λέιζερ καθιστά δυνατή την κοπή σχεδόν οποιωνδήποτε μετάλλων και κραμάτων, ανεξάρτητα από τις θερμοφυσικές τους ιδιότητες. Με την κοπή με λέιζερ, δεν υπάρχει μηχανική επίδραση στο υλικό που επεξεργάζεται και εμφανίζονται μικρές παραμορφώσεις. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατή η πραγματοποίηση κοπής με λέιζερ με υψηλή ακρίβεια, συμπεριλαμβανομένων εύκολα παραμορφώσιμων και μη άκαμπτων εξαρτημάτων. Λόγω της υψηλής ισχύος της ακτινοβολίας λέιζερ, εξασφαλίζεται υψηλή παραγωγικότητα της διαδικασίας κοπής. Σε αυτή την περίπτωση, επιτυγχάνεται τόσο υψηλή ποιότητα κοπής που μπορούν να κοπούν νήματα στις οπές που λαμβάνονται.

Χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταποιητική βιομηχανία. Κύριο πλεονέκτημα κοπή με λέιζερ- σας επιτρέπει να μεταβείτε από έναν τύπο τμημάτων οποιασδήποτε γεωμετρικής πολυπλοκότητας σε έναν άλλο τύπο χωρίς ουσιαστικά χάσιμο χρόνου. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους κοπής και κατεργασίας, η ταχύτητα διαφέρει αρκετές φορές. Λόγω της απουσίας θερμικών και δυνάμεων επιδράσεων στο κατασκευασμένο μέρος, δεν υφίσταται παραμορφώσεις κατά τη διαδικασία κατασκευής. Η ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων επιτρέπει τη συγκόλληση με πισινό χωρίς μετατόπιση των κομμένων άκρων και την προεπεξεργασία των πλευρών που πρόκειται να ενωθούν.

Λέιζερ στερεάς κατάστασηςΤα μη μεταλλικά υλικά κόβονται πολύ χειρότερα από τα υλικά αερίου, αλλά έχουν ένα πλεονέκτημα κατά την κοπή μετάλλων - για το λόγο ότι ένα κύμα 1 μm ανακλάται χειρότερα από ένα κύμα 10 μm. Ο χαλκός και το αλουμίνιο για μήκος κύματος 10 microns είναι ένα σχεδόν τέλεια ανακλαστικό μέσο. Αλλά, από την άλλη πλευρά, είναι ευκολότερο και φθηνότερο να φτιάξεις ένα λέιζερ CO2 παρά ένα στερεάς κατάστασης.

Ακρίβεια κοπή με λέιζερφτάνει τα 0,1 mm με επαναληψιμότητα +0,05 mm και η ποιότητα κοπής είναι σταθερά υψηλή, αφού εξαρτάται μόνο από τη σταθερότητα της ταχύτητας της δέσμης λέιζερ, οι παράμετροι της οποίας παραμένουν αμετάβλητες.

Σύντομη περιγραφή της κοπής:συνήθως απουσιάζει η κλίμακα, ελαφρά κωνικότητα (ανάλογα με το πάχος), οι τρύπες που προκύπτουν είναι στρογγυλές και καθαρές, είναι δυνατόν να ληφθούν πολύ μικρά εξαρτήματα, το πλάτος κοπής είναι 0,2-0,375 mm, τα εγκαύματα είναι αόρατα, το θερμικό αποτέλεσμα είναι πολύ μικρό , είναι δυνατή η κοπή μη μεταλλικών υλικών.

Τρύπα ραφή

Σημαντικός παράγοντας για κοπή με λέιζερείναι υλικολογισμικό της αρχικής οπήςγια να το ξεκινήσετε. Ορισμένα συστήματα λέιζερ έχουν τη δυνατότητα να αποκτήσουν έως και 4 οπές ανά δευτερόλεπτο χρησιμοποιώντας τη λεγόμενη διαδικασία διάτρησης με πέταγμα σε χάλυβα ψυχρής έλασης με πάχος 2 mm. Η απόκτηση μιας οπής σε παχύτερα (έως 19,1 mm) φύλλα χάλυβα θερμής έλασης κατά τη διάρκεια της κοπής με λέιζερ πραγματοποιείται με τρύπημα ισχύος σε περίπου 2 δευτερόλεπτα. Η χρήση και των δύο αυτών μεθόδων σάς επιτρέπει να αυξήσετε την παραγωγικότητα της κοπής με λέιζερ στο επίπεδο που επιτυγχάνεται στις πρέσες διάτρησης CNC.

Διάτρηση τρύπας

Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατό να ληφθούν οπές με διάμετρο 0,2-1,2 mm με πάχος υλικού έως 3 mm. Με αναλογία ύψους οπής προς διάμετρο οπής 16:1, η διάτρηση με λέιζερ είναι πιο οικονομική από όλες σχεδόν τις άλλες μεθόδους. Τα αντικείμενα εφαρμογής αυτής της τεχνολογίας είναι: κόσκινα, αυτιά βελόνας, ακροφύσια, φίλτρα, κοσμήματα (μενταγιόν, κομπολόγια, πέτρες). Στη βιομηχανία, τα λέιζερ χρησιμοποιούνται για τη διάνοιξη οπών σε πέτρες ρολογιών και σε μήτρες σχεδίασης, με παραγωγικότητα έως και 700.000 οπών ανά βάρδια.

Εγγραφή

Συχνά χρησιμοποιείται η λειτουργία non-through cutting, η λεγόμενη scribing. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, ιδιαίτερα στη μικροηλεκτρονική, για το διαχωρισμό των ροδέλες πυριτίου σε μεμονωμένα στοιχεία (θραύσματα) κατά μήκος ενός δεδομένου περιγράμματος. Σε αυτή τη διαδικασία, ο αμοιβαίος προσανατολισμός της προβολής του διανύσματος ηλεκτρικού πεδίου της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και της κατεύθυνσης σάρωσης είναι επίσης απαραίτητος για τη διασφάλιση της υψηλής απόδοσης και ποιότητας της διαδικασίας.

Εγγραφήχρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία (μικροηλεκτρονική, βιομηχανία ρολογιών κ.λπ.) για το διαχωρισμό λεπτών πλακών από πολυκόρ και ζαφείρι, λιγότερο συχνά για το διαχωρισμό ροδέλες πυριτίου. Σε αυτή την περίπτωση, για περαιτέρω μηχανικό διαχωρισμό, αρκεί η χάραξη σε βάθος περίπου του ενός τρίτου του συνολικού πάχους της πλάκας που πρόκειται να διαχωριστεί.

Διαδικασίες μικρομηχανικής

Ο υψηλός βαθμός αυτοματοποίησης τα τελευταία χρόνια επέτρεψε και πάλι σε ένα νέο στάδιο τη χρήση στην πράξη τέτοιων διαδικασιών όπως προσαρμογή τιμής αντίστασηςκαι πιεζοηλεκτρικά στοιχεία, ανόπτηση εμφυτευμένων επικαλύψεων στην επιφάνεια ημιαγωγών, εναπόθεση λεπτών υμενίων, καθαρισμός ζώνης και ανάπτυξη κρυστάλλων. Οι δυνατότητες πολλών διεργασιών μέχρι σήμερα δεν έχουν ακόμη αποκαλυφθεί πλήρως.