Rayo láser como taladro. Equipos para procesamiento láser en la producción de placas de circuito impreso.

Perforar agujeros en piedras de reloj: aquí es donde el láser comenzó su trabajo. Estamos hablando de piedras de rubí, que se utilizan en relojes como cojinetes deslizantes. Al fabricar tales cojinetes, es necesario perforar agujeros con un diámetro de solo 0,1-0,05 mm en rubí, un material muy duro y al mismo tiempo frágil. Durante muchos años, esta operación de joyería se realizó de forma mecánica habitual utilizando taladros hechos de fina cuerda de piano con un diámetro de 40 a 50 micrones. Un taladro de este tipo alcanzaba hasta 30 mil revoluciones por minuto y al mismo tiempo realizaba alrededor de cien movimientos alternativos. Perforar una piedra requirió entre 10 y 15 minutos. Cómo quitarse los tapones para los oídos: tapón de cera nmedik.org/sernaya-probka.html.

Desde 1964, la perforación mecánica de baja productividad de piedras de reloj ha sido reemplazada ampliamente por la perforación láser. Por supuesto, el término “perforación láser” no debe tomarse literalmente; el rayo láser no perfora un agujero, sino que lo perfora, provocando una intensa evaporación del material. Hoy en día, la perforación con láser de piedras de reloj es una práctica común. Para ello se utilizan especialmente láseres de vidrio de neodimio. Se hace un agujero en una piedra (con un espesor de pieza de 0,5-1 mm) mediante una serie de varios pulsos láser con una energía de 0,5-1 J. La productividad de la instalación láser en modo automático es de una piedra por segundo. ¡Esto es mil veces mayor que la productividad de la perforación mecánica!

Poco después de su nacimiento, el láser recibió la siguiente tarea, que realizó con el mismo éxito: perforar agujeros en matrices de diamante. Para obtener alambre muy delgado de cobre, bronce y tungsteno, se utiliza la tecnología de pasar metal a través de un orificio del diámetro apropiado. Estos agujeros se perforan en materiales que tienen una dureza especialmente alta, ya que durante el proceso de trefilado del alambre, el diámetro del agujero debe permanecer sin cambios. Se sabe que el diamante es el más duro. Por lo tanto, es mejor pasar un alambre delgado a través de un agujero en el diamante, a través de los llamados troqueles de diamante. Sólo con la ayuda de matrices de diamante es posible obtener un alambre ultrafino con un diámetro de sólo 10 micrones. Pero, ¿cómo se perfora un agujero fino en un material superduro como el diamante? Es muy difícil hacer esto mecánicamente: se necesitan hasta diez horas para perforar mecánicamente un orificio en una matriz de diamante. Pero resultó que no es nada difícil atravesar este agujero con una serie de varios potentes pulsos láser.

Hoy en día, la perforación con láser se utiliza ampliamente no sólo para materiales especialmente duros, sino también para materiales que se caracterizan por una mayor fragilidad. El taladro láser resultó ser no sólo una “herramienta” poderosa, sino también muy delicada. Ejemplo: el uso de un láser al perforar orificios en sustratos de virutas de cerámica de alúmina. La cerámica es inusualmente frágil. Por este motivo, la perforación mecánica de agujeros en el sustrato de la viruta se realizó, por regla general, sobre material "en bruto". La cerámica se coció después de taladrar. En este caso, se produjo cierta deformación del producto y se distorsionó la posición relativa de los agujeros perforados. El problema se resolvió con la llegada de los taladros láser. Con ellos se puede trabajar sobre soportes cerámicos ya cocidos. Con ayuda del láser se perforan agujeros muy finos en la cerámica, de sólo 10 micrones de diámetro. Estos agujeros no se pueden obtener mediante perforación mecánica.

No había ninguna duda de que perforar era la vocación de un láser. En este caso, el láser no tenía competidores dignos, especialmente cuando se trataba de perforar agujeros especialmente finos y profundos, cuando es necesario perforar agujeros en materiales muy frágiles o muy duros.

4. Corte y soldadura por láser.

Un rayo láser puede cortar absolutamente cualquier cosa: tela, papel, madera, contrachapado, caucho; plástico, cerámica, láminas de amianto, vidrio, láminas de metal. Al mismo tiempo, es posible obtener cortes limpios a lo largo de perfiles complejos. Al cortar materiales inflamables, el lugar del corte se sopla con una corriente de gas inerte; el resultado es un borde cortado liso y sin quemar. Para el corte se suelen utilizar láseres de emisión continua. La potencia de radiación requerida depende del material y del espesor de la pieza de trabajo. Por ejemplo, se utilizó un láser de CO2 de 200 W para cortar tablas de 5 cm de espesor. El ancho de la incisión fue de sólo 0,7 mm; Naturalmente, no había aserrín.

Para cortar metales se necesitan láseres con una potencia de varios kilovatios. La potencia requerida se puede reducir utilizando el método de corte por láser de gas, cuando, simultáneamente con el rayo láser, se dirige una fuerte corriente de oxígeno sobre la superficie a cortar. Cuando un metal se quema en una corriente de oxígeno (debido a las reacciones de oxidación del metal que ocurren en esta corriente), se libera una cantidad significativa de energía; De este modo se puede utilizar radiación láser con una potencia de sólo 100-500 W. Además, una corriente de oxígeno expulsa los productos fundidos y de combustión del metal de la zona de corte.

El primer ejemplo de este tipo de corte es el corte por láser de tejidos en una fábrica de tejidos. La instalación incluye un láser de CO2 de 100 W, un sistema de enfoque y movimiento del rayo láser, un ordenador y un dispositivo para tensar y mover tejido. Durante el proceso de corte, la viga se mueve a lo largo de la superficie de la tela a una velocidad de 1 m/s. El diámetro del punto de luz enfocado es de 0,2 mm. Los movimientos del haz y del propio tejido están controlados por una computadora. La instalación permite, por ejemplo, cortar material para 50 trajes en una hora. El corte se realiza no sólo de forma rápida, sino también con mucha precisión; en este caso, los bordes del corte quedan lisos y endurecidos. El segundo ejemplo es el corte automatizado de láminas de aluminio, acero y titanio en la industria de la aviación. Así, un láser de CO2 de 3 kW corta una lámina de titanio de 5 mm de espesor a una velocidad de 5 cm/s. Utilizando un chorro de oxígeno se obtiene aproximadamente el mismo resultado con una potencia de radiación de 100-300 W.

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Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia. Institución Educativa de Educación Superior Presupuestaria del Estado Federal. Universidad Estatal Vladimir que lleva el nombre de A.G. y N.G. Stoletov.

Departamento de Física y Matemáticas.

resumen sobre el tema

“Perforación de agujeros con láser”

Terminado:

Estudiante del grupo LT - 115

Gordeeva Ekaterina

Vladímir, 2016

Introducción

Rayo láser como taladro.

Perforación láser de agujeros en metales.

Perforación en materiales no metálicos.

Perforación láser de agujeros en superficies duras.

Funciones de perforación láser con mayor fragilidad

Conclusión

Bibliografía

Introducción

Actualmente, el láser realiza con éxito una serie de operaciones tecnológicas y, sobre todo, como corte, soldadura, perforación, tratamiento térmico de la superficie, trazado, marcado, grabado, etc., y en algunos casos aporta ventajas sobre otros tipos de procesamiento. Por lo tanto, la perforación de agujeros en el material se puede completar más rápido y el trazado de materiales diferentes es más avanzado. Además, se están realizando con gran éxito algunos tipos de operaciones que antes eran imposibles de realizar debido a la difícil accesibilidad. Por ejemplo, la soldadura de materiales y la perforación de agujeros se pueden realizar a través del vidrio en el vacío o en una atmósfera de diversos gases.

La palabra “láser” está formada por las letras iniciales de la frase inglesa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que traducida al ruso significa: amplificación de la luz mediante emisión estimulada. Clásicamente sucedía que al describir las tecnologías láser para el procesamiento de materiales, la atención principal se prestaba únicamente a los propios láseres, los principios de su funcionamiento y los parámetros técnicos. Sin embargo, para implementar cualquier proceso de procesamiento dimensional de materiales con láser, además del láser, se necesita un sistema de enfoque del haz, un dispositivo para controlar el movimiento del haz a lo largo de la superficie de la pieza de trabajo o un dispositivo para mover el producto con respecto a También se requiere el haz, un sistema de inyección de gas, sistemas ópticos de guiado y posicionamiento, y software de control de procesos de corte por láser, grabado, etc. En la mayoría de los casos, la elección de los parámetros de los dispositivos y sistemas que dan servicio directamente al láser no es menos importante que los parámetros del propio láser. Por ejemplo, para marcar rodamientos con un diámetro inferior a 10 mm o soldar por puntos con láser de precisión, el tiempo dedicado a posicionar y enfocar el producto supera el tiempo de grabado o soldadura en uno o dos órdenes de magnitud (el tiempo necesario para marcar un el rodamiento es de aproximadamente 0,5 s). Por lo tanto, sin el uso de sistemas automáticos de posicionamiento y enfoque, el uso de complejos láser en muchos casos resulta económicamente impracticable. La analogía de los sistemas láser con los automóviles muestra que el láser realiza las funciones de un motor. Por muy bueno que sea el motor, el coche no se moverá sin ruedas y todo lo demás.

Otro factor importante a la hora de elegir sistemas con tecnología láser es su facilidad de mantenimiento. Como lo ha demostrado la práctica, los operadores tienen bajas calificaciones para dar servicio a dichos equipos. Una de las razones de esto es que los sistemas láser se instalan en la mayoría de los casos para reemplazar procesos tecnológicos obsoletos (marcado químico y de impacto de productos, grabado mecánico, soldadura manual, marcado manual, etc.). Los gerentes de empresas que modernizan su producción, por regla general, por razones éticas, reemplazando equipos viejos por otros nuevos, dejan atrás al antiguo personal de servicio (literal y figurativamente). Por lo tanto, para introducir en producción sistemas tecnológicos láser en las condiciones iniciales dadas de su desarrollo (en las repúblicas postsoviéticas), es necesario prever el mayor nivel posible de automatización y facilidad de formación. No debemos ignorar el hecho de que el salario del personal no cualificado es inferior al de un especialista capacitado. Por tanto, es más rentable económicamente comprar equipos complejos con posibilidad de fácil mantenimiento que invitar a personal altamente cualificado.

Por lo tanto, la tarea de utilizar tecnologías láser en la producción moderna debe considerarse no solo desde el punto de vista de los parámetros técnicos del láser en sí, sino también teniendo en cuenta las características de los equipos y el software que permiten utilizar propiedades específicas. del láser para resolver un problema tecnológico concreto.

Cualquier sistema láser diseñado para el procesamiento dimensional de materiales se caracteriza por los siguientes parámetros:

Velocidad de procesamiento (corte, grabado, etc.);

Resolución;

Precisión de procesamiento;

El tamaño del campo de trabajo;

Diversidad de materiales de procesamiento (metales ferrosos, metales no ferrosos, madera, plástico, etc.);

Gama de tamaños y pesos de productos destinados a procesamiento;

Configuración del producto (por ejemplo, grabado en superficies planas, cilíndricas u onduladas);

El tiempo necesario para cambiar las tareas realizadas (cambio de patrón de grabado, configuración - línea de corte, cambio de material de procesamiento, etc.);

Tiempo de instalación y posicionamiento del producto;

Parámetros de las condiciones ambientales (rango de temperatura, humedad, polvo) en las que se puede operar el sistema;

Requisitos para las calificaciones del personal de servicio.

Con base en estos parámetros, se selecciona el tipo de dispositivo de escaneo láser y de haz, se desarrolla el diseño del sujetador del producto, se desarrolla el nivel de automatización del sistema en su conjunto y se aborda la cuestión de la necesidad de escribir programas especializados para preparar dibujos. Se deciden limas, líneas de corte, etc.

Las principales características técnicas que determinan la naturaleza del tratamiento son los parámetros energéticos del láser: energía, potencia, densidad de energía, duración del pulso, estructura espacial y temporal de la radiación, distribución espacial de la densidad de potencia de la radiación en el punto de enfoque, condiciones de enfoque, propiedades físicas del material.

Rayo láser como taladro.

Perforar agujeros en piedras de reloj: aquí es donde el láser comenzó su trabajo. Estamos hablando de piedras de rubí, que se utilizan en relojes como cojinetes deslizantes. En la fabricación de tales rodamientos, es necesario perforar agujeros con un diámetro de solo 1-0,05 mm en rubí, un material muy duro y al mismo tiempo frágil. Durante muchos años, esta operación de joyería se realizó de forma mecánica habitual utilizando taladros hechos de fina cuerda de piano con un diámetro de 40 a 50 micrones. Un taladro de este tipo alcanzaba hasta 30 mil revoluciones por minuto y al mismo tiempo realizaba alrededor de cien movimientos alternativos. Perforar una piedra requirió entre 10 y 15 minutos.

Desde 1964, la perforación mecánica de baja productividad de piedras de reloj ha sido reemplazada ampliamente por la perforación láser. Por supuesto, el término “perforación láser” no debe tomarse literalmente; El rayo láser no perfora un agujero, sino que lo perfora, provocando una intensa evaporación del material. Hoy en día, la perforación con láser de piedras de reloj es una práctica común. Para ello se utilizan especialmente láseres de vidrio de neodimio. Se hace un agujero en una piedra (con un espesor de pieza de 0,5-1 mm) mediante una serie de varios pulsos láser con una energía de 0,5-1 J. La productividad de la instalación láser en modo automático es de una piedra por segundo. ¡Esto es mil veces mayor que la productividad de la perforación mecánica!

Poco después de su nacimiento, el láser recibió la siguiente tarea, que cumplió con el mismo éxito: perforar agujeros en matrices de diamante. Quizás no todo el mundo sepa que para producir alambres muy finos de cobre, bronce y tungsteno, se utiliza la tecnología de pasar metal a través de un orificio del diámetro adecuado. Estos agujeros se perforan en materiales que tienen una dureza especialmente alta, ya que durante el proceso de trefilado del alambre, el diámetro del agujero debe permanecer sin cambios. Se sabe que el diamante es el más duro. Por lo tanto, es mejor pasar un alambre delgado a través de un agujero en el diamante, a través de los llamados troqueles de diamante. Sólo con la ayuda de matrices de diamante es posible obtener un alambre ultrafino con un diámetro de sólo 10 micrones. Pero, ¿cómo se perfora un agujero fino en un material superduro como el diamante? Es muy difícil hacer esto mecánicamente; se necesitan hasta diez horas para perforar mecánicamente un agujero en una matriz de diamante.

Así es como se ve un agujero en un troquel de diamante en sección transversal. Los pulsos láser perforan un canal rugoso en una pieza de diamante. Luego, tratando el canal con ultrasonidos, esmerilado y pulido, le dan el perfil requerido. El alambre obtenido tirando a través de una matriz tiene un diámetro d

Estos elegantes orificios de 0,3 mm de diámetro se perforan en una losa de cerámica de alúmina de 0,7 mm de espesor utilizando un láser de CO2.

Con ayuda del láser se perforan agujeros muy finos en la cerámica, con un diámetro de sólo 10 micras. Tenga en cuenta que dichos agujeros no se pueden obtener mediante perforación mecánica.

No había ninguna duda de que perforar era la vocación de un láser. En este caso, el láser no tenía competidores dignos, especialmente cuando se trataba de perforar agujeros particularmente finos y profundos, cuando es necesario perforar agujeros en materiales muy frágiles o muy duros. Pasó relativamente poco tiempo y quedó claro que el rayo láser se puede utilizar con éxito no sólo para taladrar, sino también para muchas otras operaciones de procesamiento de materiales. Por eso hoy podemos hablar del surgimiento y desarrollo de una nueva tecnología: el láser.

Perforación láser de agujeros en metales.

Existen ventajas al utilizar un láser como herramienta de perforación.

No se produce contacto mecánico entre la herramienta de perforación y el material, así como roturas y desgaste de las brocas.

La precisión de la colocación de los agujeros aumenta, ya que la óptica utilizada para enfocar el rayo láser también se utiliza para apuntarlo al punto requerido. Los agujeros se pueden orientar en cualquier dirección.

Se consigue una mayor relación entre la profundidad y el diámetro de perforación que con otros métodos de perforación.

Al taladrar, así como al cortar, las propiedades del material que se procesa influyen significativamente en los parámetros del láser necesarios para realizar la operación. La perforación se realiza con láseres pulsados que funcionan tanto en modo de funcionamiento libre con una duración de impulso de aproximadamente 1 μs como en modo Q-switched con una duración de varias decenas de nanosegundos. En ambos casos se produce un efecto térmico sobre el material, su fusión y evaporación. El agujero crece en profundidad principalmente debido a la evaporación y en diámetro debido al derretimiento de las paredes y al flujo de líquido bajo el exceso de presión de vapor creado.

Normalmente, los agujeros profundos del diámetro deseado se obtienen mediante el uso repetidos de pulsos láser de baja energía. En este caso, los agujeros se forman con un cono más pequeño y de mejor calidad que los agujeros obtenidos con una energía de pulso único mayor. La excepción son los materiales que contienen elementos capaces de crear una alta presión de vapor. Por lo tanto, el latón es muy difícil de soldar con radiación láser pulsada debido al alto contenido de zinc; sin embargo, al perforar, el latón tiene algunas ventajas, ya que los átomos de zinc mejoran significativamente el mecanismo de evaporación.

Dado que el modo multipulso permite obtener orificios de mejor calidad con la geometría requerida y con una ligera desviación de las dimensiones especificadas, en la práctica este modo se ha generalizado al perforar orificios en metales delgados y materiales no metálicos. Sin embargo, al perforar agujeros en materiales gruesos, se prefieren pulsos únicos de alta energía. La diafragmación del rayo láser permite obtener orificios perfilados, pero este método se utiliza con mayor frecuencia cuando se procesan películas delgadas y materiales no metálicos. En el caso de que la perforación con láser se realice en láminas delgadas con un espesor inferior a 0,5 mm, existe una cierta unificación del proceso, consistente en que se pueden realizar agujeros con un diámetro de 0,001 a 0,2 mm en todos los metales a potencias relativamente bajas.

En varios casos se puede utilizar la perforación de agujeros en metales. Así, con la ayuda de láseres pulsados, se puede realizar el equilibrio dinámico de piezas que giran a alta velocidad. El desequilibrio se selecciona fundiendo localmente un cierto volumen de material. El láser también se puede utilizar para montar elementos electrónicos ya sea mediante evaporación local del material o mediante calentamiento general. La alta densidad de potencia, el pequeño tamaño del punto y la corta duración del pulso hacen del láser una herramienta ideal para estos fines.

Los láseres utilizados para perforar agujeros en metal deben proporcionar una densidad de potencia del orden de 107 - 108 W/cm2 en el haz enfocado. Perforar agujeros con brocas metálicas con un diámetro inferior a 0,25 mm es una tarea práctica difícil, mientras que la perforación con láser permite obtener agujeros con un diámetro acorde a la longitud de onda de la radiación con una precisión de colocación bastante alta. Los especialistas de General Electric (EE.UU.) han calculado que la perforación de agujeros con láser es muy competitiva desde el punto de vista económico en comparación con el procesamiento por haz de electrones. Actualmente, los láseres de estado sólido se utilizan principalmente para perforar agujeros. Proporcionan frecuencias de repetición de pulsos de hasta 1000 Hz y potencia en modo continuo de 1 a 103 W, en modo pulsado de hasta cientos de kilovatios y en modo Q-switched de hasta varios megavatios. Algunos resultados del procesamiento con dichos láseres se dan en la tabla.

	Espesor, mm	Diámetro del agujero, mm	Duración perforación	energía láser,
		aporte	día libre
Acero inoxidable				10 pulsos
Acero al níquel
Tungsteno

Molibdeno

Perforación en materiales no metálicos.

La perforación de agujeros es una de las primeras áreas de la tecnología láser. En primer lugar, haciendo agujeros en diversos materiales, los experimentadores los utilizaron para estimar la energía de radiación de los pulsos láser. Actualmente, el proceso de perforación con láser se está convirtiendo en una dirección independiente de la tecnología láser. Los materiales que se pueden perforar con un rayo láser incluyen metales no metálicos como diamantes, rubíes, ferritas, cerámicas, etc., en los que perforar agujeros con métodos convencionales es difícil o ineficaz. Con la ayuda de un rayo láser se pueden perforar agujeros de diferentes diámetros. Para esta operación se utilizan los dos métodos siguientes. En el primer método, el rayo láser se mueve a lo largo de un contorno determinado y la forma del agujero está determinada por la trayectoria de su movimiento relativo. Aquí tiene lugar un proceso de corte en el que la fuente de calor se mueve a una determinada velocidad en una dirección determinada: en este caso, por regla general, se utilizan láseres de onda continua, así como láseres pulsados, que funcionan con una mayor repetición de pulsos. tasa.

En el segundo método, llamado proyección, el agujero procesado sigue la forma de un rayo láser, al que se le puede dar cualquier sección transversal mediante un sistema óptico. El método de proyección para perforar agujeros tiene algunas ventajas sobre el primero. Entonces, si coloca un diafragma (máscara) en la trayectoria del haz, de esta manera puede cortar su parte periférica y obtener una distribución de intensidad relativamente uniforme en la sección transversal del haz. Gracias a esto, el límite de la zona irradiada se vuelve más nítido, la conicidad del orificio disminuye y la calidad mejora.

Existen varias técnicas que le permiten seleccionar adicionalmente parte del material fundido del orificio que se está procesando. Uno de ellos es la creación de un exceso de presión con aire comprimido u otros gases, que se suministran a la zona de perforación mediante una boquilla coaxial con radiación láser. Este método se utilizó para perforar agujeros con un diámetro de 0,05 a 0,5 mm en placas cerámicas de hasta 2,5 mm de espesor utilizando un láser de CO2 que funcionaba en modo continuo.

Perforar agujeros en cerámica dura es una tarea difícil: el método convencional requiere una herramienta de diamante, mientras que otros métodos existentes tienen dificultades relacionadas con el tamaño del agujero en diámetro, igual a décimas de milímetro. Estas dificultades son especialmente notables cuando el espesor de la placa que se está procesando es mayor que el diámetro del orificio. La relación entre la profundidad del agujero (grosor del material) y su diámetro es una medida de la calidad de la producción de agujeros finos; es 2:1 para la perforación convencional y aproximadamente 4:1 para el método ultrasónico utilizado al perforar cerámica y otros materiales refractarios.

El método láser para perforar esta clase de materiales permite obtener una mejor relación con una precisión muy alta en la colocación de los orificios y un tiempo relativamente menor. Por lo tanto, al perforar con láser cerámicas de alúmina policristalina de alta densidad, se coloca un láser de rubí con una energía de pulso de 1,4 J, una lente enfocada con una longitud focal de 25 mm en la superficie del disco y que proporciona una densidad de potencia de aproximadamente 4 Se utilizaron -106 W/cm2. En promedio, se necesitaron 40 pulsos con una frecuencia de repetición de 1 Hz para perforar un disco cerámico de 3,2 mm de espesor. La duración del pulso láser fue de 0,5 ms. Los orificios resultantes fueron ahusados con un diámetro de aproximadamente 0,5 mm en la entrada y 0,1 mm en la salida. Se puede observar que la relación entre la profundidad y el diámetro promedio del agujero es de aproximadamente 11:1, que es significativamente mayor que la relación similar para otros métodos de perforación de agujeros. Para materiales simples, esta relación durante la perforación con láser puede ser de 50:1.

Para eliminar los productos de combustión y la fase líquida de la zona de perforación, se utiliza soplado con aire u otros gases. El soplado de productos más eficiente se produce cuando se combina el soplado desde el lado frontal y el vacío desde la parte posterior de la muestra. Se utilizó un esquema similar para perforar agujeros en cerámica de hasta 5 mm de espesor. Sin embargo, la eliminación efectiva de la fase líquida en este caso sólo se produce después de la formación de un orificio pasante.

En mesa La Figura 7 muestra los parámetros de los agujeros en algunos materiales no metálicos y sus modos de procesamiento.

Material	Parámetros del agujero	Modo de procesamiento
	Diámetro, mm	Profundidad, mm	Relación profundidad-diámetro	Energía, J.	Duración del pulso	Densidad de flujo, W/cm2	Número de pulsos por agujero



Cerámica

Perforación láser de agujeros en superficies duras.

La perforación con láser de agujeros se caracteriza por procesos físicos como el calentamiento, la evaporación y la fusión del material. Se supone que el agujero aumenta en profundidad como resultado de la evaporación y en diámetro como resultado de la fusión de las paredes y el desplazamiento del líquido por el exceso de presión de vapor.

Para producir agujeros de precisión con una tolerancia de aproximadamente 2 µm se utilizan láseres con impulsos muy cortos en el rango ns y ps. Permitiéndole controlar el diámetro del agujero en un nivel determinado, es decir. no provocando el calentamiento y fusión de las paredes, que son responsables del aumento del diámetro del agujero, sino provocando la evaporación del material de la fase sólida. Además, el uso de láseres con rangos de pulso ns y ps puede reducir significativamente la presencia de fase líquida solidificada en las superficies laterales del agujero.

Actualmente, existen varios métodos para implementar la perforación con láser de agujeros: la perforación con un solo pulso utiliza un solo pulso, como resultado del cual se perfora un agujero. Las ventajas de este método son la velocidad. Desventajas: alta energía de pulso, bajo espesor y forma canónica del orificio debido a una disminución en la transferencia de energía térmica al aumentar la profundidad del orificio.

En la perforación con percusión, se crea un agujero bajo la influencia de varios pulsos láser de duración y energía insignificantes.

Ventajas: posibilidad de crear agujeros más profundos (unos 100 mm), obteniendo agujeros de pequeño diámetro. La desventaja de este método es que el proceso de perforación es más largo.

La perforación del anillo se produce bajo la influencia de varios pulsos láser. Primero, el martillo láser perfora el agujero inicial. Luego amplía el orificio inicial moviéndose varias veces en una trayectoria circular creciente sobre la pieza de trabajo. La mayor parte del material fundido sale del agujero en dirección descendente. La perforación en espiral, a diferencia de la perforación circular, no implica realizar un agujero inicial. Desde los primeros impulsos, el láser recorre una trayectoria circular a través del material. Con este movimiento sale una gran cantidad de material. Moviéndose como una escalera de caracol, el láser profundiza el agujero. Después de que el láser pasa a través del material, se pueden realizar varios círculos más. Están diseñados para ensanchar la parte inferior del agujero y suavizar los bordes. La perforación helicoidal produce agujeros muy grandes y profundos de alta calidad. Ventajas: obtención de agujeros grandes y profundos de gran calidad.

Ventajas de la perforación láser: capacidad de producir agujeros pequeños (menos de 100 micrones), la necesidad de perforar agujeros en ángulo, perforar agujeros en materiales muy duros, la capacidad de producir agujeros no redondos, alta productividad del proceso, bajo efecto térmico sobre el material (con una disminución de la duración del pulso, el calentamiento disminuye el material), método sin contacto que permite perforar materiales frágiles (diamante, porcelana, ferrita, cristal de zafiro, vidrio), alta automatización del proceso, larga vida útil y estabilidad del proceso.

Este trabajo está dedicado a la búsqueda de modos óptimos de perforación con láser de agujeros en diversas superficies duras.

Para llevar a cabo los experimentos se utilizó un láser infrarrojo pulsado Nd:YAG con una longitud de onda de 1064 nm. Con una potencia láser máxima de 110 W, una frecuencia de repetición de pulso de 10 kHz y una duración de pulso de 84 ns, los agujeros en este trabajo se produjeron mediante perforación por impacto. Durante la perforación con láser, la potencia de la radiación láser varió de 3,7 W a 61,4 W, y el diámetro del punto láser en la superficie de la muestra varió de 2 mm a 4 mm.

La perforación con láser de agujeros se realizó en las siguientes superficies duras: plástico (amarillo), fibra de carbono, aluminio, espesor 1, 22, 3 mm, respectivamente. agujero de perforación láser de metal

La calidad de la perforación de la superficie con láser está significativamente influenciada por los siguientes parámetros: potencia promedio de la radiación del láser, diámetro del punto del láser en la superficie de la muestra, propiedades físicas del material (coeficiente de absorción de la radiación del láser por la superficie, temperatura de fusión), longitud de onda de la radiación del láser. , duración del pulso y método de perforación láser (pulso único, perforación por impacto, etc.).

La Tabla 1 muestra los modos de perforación láser en varias superficies duras.

Modos para perforar agujeros con láser en varias superficies.

Perforación láser de materiales muy frágiles

Perforación láser se utilizan ampliamente para producir agujeros no sólo en materiales duros y superduros, sino también en materiales caracterizados por una mayor fragilidad.

Para perforación láser Actualmente utilizan la instalación Kvant-11, creada a partir de un láser pulsado YAG-Nd. La soldadura láser también se basa en la acción de soldadura de la radiación enfocada de un láser pulsado. Además, se utilizan soldadura por costura y por puntos.

Los principales procesos durante láser Al perforar materiales no metálicos, así como al cortar, se produce calentamiento, fusión y evaporación de la zona de irradiación láser. Para garantizar estos procesos, es necesario tener una densidad de potencia de 106 - 107 W/cm2 creada por el sistema óptico en el punto focal. En este caso, el agujero crece en profundidad debido a la evaporación de materiales; también se produce fusión de las paredes y expulsión de la fracción líquida debido al exceso de presión de vapor creado. Actualmente, la industria nacional utiliza ampliamente Perforación láser de agujeros en diamantes, proporcionando alta precisión y control sobre la formación de agujeros durante el proceso de perforación.

Perforar agujeros con brocas para metal con un diámetro inferior a 0,25 mm es una tarea práctica difícil, mientras que perforación láser le permite obtener orificios con un diámetro acorde a la longitud de onda de la radiación, con una precisión de colocación bastante alta.

Se sabe por experimentos que las características técnicas y características del corte por láser de precisión de placas metálicas delgadas están determinadas en general por las mismas condiciones y factores que las características técnicas de los procesos. perforación láser multipulso . El ancho promedio de un corte pasante en placas de metal delgadas suele ser de 30 a 50 micrones a lo largo de toda la muestra, sus paredes son casi paralelas y la superficie no contiene grandes defectos ni inclusiones extrañas. Una de las características del corte por radiación pulsada es la posibilidad del llamado efecto de canalización. Este efecto se expresa en el arrastre de un haz de alta calidad (difracción) hacia el canal formado por pulsos anteriores a través de la reflexión desde su pared. La formación de un nuevo canal comienza después de que todo el haz de difracción se desplaza más allá de los contornos del anterior. Este proceso determina la rugosidad final de la pared de corte y puede estabilizar la precisión del corte compensando la inestabilidad del patrón durante el mecanizado de varias pasadas. En este caso, la rugosidad de los bordes cortados no suele superar los 4 - 5 micrones, lo que puede considerarse bastante satisfactorio.

Los láseres también realizan operaciones como el acabado desbaste de matrices gastadas hasta el siguiente diámetro mayor según el estándar. Si con la perforación mecánica esta operación tomó unas 20 horas, entonces con la En la perforación con láser, sólo se necesitan unas pocas docenas de impulsos. El intervalo de tiempo total es de unos 15 minutos para el desbaste de una matriz.

La perforación de agujeros es quizás una de las primeras áreas de la tecnología láser. Actualmente el proceso La perforación con láser se está convirtiendo en un área independiente de la tecnología láser y ocupa una participación importante en la industria nacional y extranjera. Los materiales que se pueden perforar con un rayo láser incluyen metales no metálicos como diamantes, rubíes, ferritas, cerámicas, etc., en los que perforar agujeros con métodos convencionales es difícil o ineficaz.

Sin embargo, al perforar agujeros en materiales gruesos, se prefieren pulsos únicos de alta energía. La diafragmación del rayo láser permite obtener orificios perfilados, pero este método se utiliza con mayor frecuencia cuando se procesan películas delgadas y materiales no metálicos. En ese caso, A cuando yo perforación láser se produce en láminas delgadas con un espesor inferior a 0,5 mm, existe una cierta unificación del proceso, consistente en que se pueden producir agujeros con un diámetro de 0,001 a 0,2 mm en todos los metales con potencias relativamente bajas. Para espesores grandes, según Fig. 83, la no linealidad aparece debido al efecto de detección.

Incluso antes, se observó que el uso de PCB flexibles aumenta su confiabilidad, reduce el tiempo de ensamblaje del dispositivo en cientos de horas y proporciona un aumento de volumen y peso de 2 a 4 veces en comparación con el uso de PCB rígidos en MEA. Ahora el obstáculo que existía anteriormente en el desarrollo de placas de circuito impreso flexibles, es decir, el conocido conservadurismo de los diseñadores acostumbrados a trabajar con placas de circuito impreso convencionales, puede considerarse una etapa superada. Al mismo tiempo, se simplifica la tarea de reducir las tensiones mecánicas entre la PCB y los LSI instalados en ella en el soporte de cristal, y también es posible obtener Perforación láser de orificios subminiatura con un diámetro de 125 micras (en lugar de 800 micras en las placas de circuito impreso convencionales) para la conmutación entre capas llenándolas continuamente con cobre. Finalmente, la PCB de poliimida flexible es transparente, lo que le permite inspeccionar visualmente todas las uniones de soldadura en cada capa bajo condiciones de iluminación cuidadosamente seleccionadas.

Conclusión

En conclusión, me gustaría detenerme en algunas cuestiones generales de la introducción de tecnologías láser en la producción moderna.

La primera etapa en la creación de una instalación tecnológica láser es el desarrollo de especificaciones técnicas. En muchos casos, los clientes intentan ir a lo seguro e incluir características que superan con creces las necesidades reales de producción. Como resultado, el costo del equipo aumenta entre un 30% y un 50%. Paradójicamente, la razón de esto es, por regla general, el coste relativamente elevado de los sistemas láser. Muchos líderes empresariales argumentan lo siguiente:

“...si compro equipo nuevo y caro, entonces sus características deben exceder las normas necesarias en este momento, “tal vez” algún día lo necesite...”. Como resultado, las capacidades potenciales del equipo nunca se utilizan y su tiempo de recuperación aumenta.

Un ejemplo de este enfoque es la transición del marcado mecánico de piezas al marcado láser. Los principales criterios de marcado son el contraste de la inscripción y la resistencia a la abrasión. El contraste está determinado por la relación entre el ancho y la profundidad de la línea de grabado. El ancho mínimo de línea para el grabado mecánico es de aproximadamente 0,3 mm. Para obtener una inscripción contrastante, su profundidad debe ser de aproximadamente 0,5 mm. Por ello, en muchos casos, a la hora de elaborar las especificaciones técnicas de una instalación láser, se tienen en cuenta estos parámetros. Pero el ancho de línea para el grabado láser es de 0,01 a 0,03 mm, respectivamente, la profundidad de la inscripción se puede hacer de 0,05 mm, es decir. un orden de magnitud menor que con la mecánica. Por tanto, la relación entre la potencia del láser y el tiempo de marcado se puede optimizar en relación con el coste del sistema. Como resultado, se reduce el precio del sistema láser y, en consecuencia, su tiempo de recuperación.

La introducción de tecnologías láser en muchos casos permite resolver problemas "antiguos" utilizando métodos fundamentalmente nuevos. Un ejemplo clásico de esto es la aplicación de inscripciones protectoras, sellos, etc. sobre los productos para garantizar la protección contra la falsificación. Las capacidades de la tecnología láser permiten identificar una inscripción de seguridad mediante una sola línea en la inscripción. La posibilidad de utilizar métodos criptográficos permite implementar una protección "dinámica" contra la falsificación, es decir. manteniendo el patrón general, después de un cierto tiempo cambian algunos elementos, reconocibles sólo por expertos o equipos especiales. Inaccesible a los métodos mecánicos de falsificación es la capacidad de crear un borde pequeño (3-10 micrones) con un láser a partir de emisiones de metal en los bordes de la línea de grabado. El uso integrado de tales técnicas minimiza la probabilidad de falsificación y la hace económicamente no rentable.

La introducción de tecnologías láser en esta etapa del desarrollo tecnológico (la transición del capitalismo "salvaje" a la producción normal) es solo una de las opciones para comenzar a formar lo que se llama producción de alta tecnología. Las pequeñas empresas que utilizan varios sistemas láser de este tipo han confirmado la ley de la dialéctica del paso de cantidad a calidad. Los equipos nuevos requieren métodos fundamentalmente nuevos para su mantenimiento, lo que generalmente requiere una mayor atención por parte del personal y el mantenimiento de la "limpieza" en la habitación donde se encuentra. Aquellos. Hay una transición a un nivel cualitativamente nuevo de cultura de producción. En este caso, por lo general, el número de empleados disminuye y los directivos de la empresa comienzan a resolver las cuestiones de organizar el trabajo no del "colectivo de trabajo", sino de optimizar el trabajo de la empresa, en la que los empleados son sólo una parte integral del proceso tecnológico. Independientemente de si en el futuro se utilizará tecnología láser en esta producción o no, la experiencia adquirida y la cultura formada no desaparecerán por ningún lado. Esto es lo que los observadores externos suelen llamar revolución tecnológica o científico-técnica, aunque en realidad se trata de un proceso evolutivo normal. La historia del desarrollo de muchas grandes empresas de tecnología muestra que en algún momento durante las etapas iniciales de desarrollo, todas pasaron por una fase de transición similar. Puede resultar que actualmente nos encontremos en una etapa de desarrollo tecnológico en la que inversiones relativamente pequeñas en nuevas tecnologías generarán grandes retornos en el futuro. En la sinergética, la ciencia de los sistemas autoorganizados, tal situación está sujeta a la ley de la "mariposa" (R. Bradbury "Y el trueno golpeó..."), que describe el proceso en el que pequeños cambios en el pasado o el presente conducen a consecuencias globales en el futuro.

Lista de literatura usada

1. Rykalin N.N. Procesamiento láser de materiales. M., Ingeniería Mecánica, 1975, 296 p.

2. Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Procesos tecnológicos de procesamiento láser: Libro de texto. manual para universidades / Ed. A.G. Grigoriants. - M.: Editorial de MSTU im. NORDESTE. Bauman, 2006. -664 pág.

3. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Aplicación de láseres en ingeniería mecánica y fabricación de instrumentos. - L., Ingeniería Mecánica. Lenin. departamento, 1978, 336 p.

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La perforación es el proceso de hacer agujeros en un material sólido utilizando una herramienta llamada taladro. Determinación de los principales factores que influyen en la precisión del proceso tecnológico, movimientos existentes: direccional rotacional y traslacional.

Las tecnologías láser son capaces de desempeñar un papel cada vez más importante en el procesamiento industrial de materiales. Realizan con éxito operaciones de corte, soldadura, taladrado, mecanizado térmico de superficies, trazado y otras operaciones. Las ventajas de esto incluyen una mayor productividad, una calidad perfecta y la singularidad de las operaciones realizadas en lugares inaccesibles o en superficies muy pequeñas. Los sistemas automáticos para posicionar y enfocar los complejos láser hacen que su aplicación sea aún más eficiente y la facilidad de uso crea las condiciones previas para su amplia implementación en los procesos de producción.

SN Kolpakov, A.A. Aceptable,
Alt Laser LLC, Jarkov

Actualmente, el láser realiza con éxito una serie de operaciones tecnológicas, principalmente como corte, soldadura, perforación, tratamiento térmico de la superficie, trazado, marcado, grabado, etc., y en algunos casos ofrece ventajas sobre otros tipos de procesamiento. Por lo tanto, la perforación de agujeros en materiales se puede completar más rápido y el trazado de materiales diferentes es más avanzado. Además, algunos tipos de operaciones que antes eran imposibles debido a la mayor intensidad de mano de obra se realizan con gran éxito. Por ejemplo, la soldadura de materiales y la perforación de agujeros se pueden realizar a través de vidrio en vacío o en una atmósfera de diversos gases.

El procesamiento de materiales industriales se ha convertido en una de las áreas donde más se utiliza el láser. Antes de la aparición de los láseres, las principales fuentes de calor para el procesamiento eran un soplete de gas, una descarga de arco eléctrico, un arco de plasma y un haz de electrones. Con la llegada de los láseres que emiten alta energía, fue posible crear altas densidades de flujo luminoso en la superficie que se estaba procesando. La función de los láseres como fuentes de luz, que funcionan en modo continuo, pulsado o de pulso gigante, es proporcionar a la superficie del material que se procesa una densidad de potencia suficiente para calentarlo, fundirlo o evaporarlo, que es la base de la tecnología láser.

Actualmente, el láser realiza con éxito una serie de operaciones tecnológicas, principalmente como corte, soldadura, perforación, tratamiento térmico de la superficie, trazado, marcado, grabado, etc., y en algunos casos ofrece ventajas sobre otros tipos de procesamiento. Por lo tanto, la perforación de agujeros en materiales se puede completar más rápido y el trazado de materiales diferentes es más avanzado. Además, se están realizando con gran éxito algunos tipos de operaciones que antes eran imposibles de realizar debido a la difícil accesibilidad. Por ejemplo, la soldadura de materiales y la perforación de agujeros se pueden realizar a través del vidrio en el vacío o en una atmósfera de diversos gases.

La palabra “láser” está formada por las letras iniciales de la frase inglesa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que traducida al ruso significa: amplificación de la luz mediante emisión estimulada. . Clásicamente sucedía que al describir las tecnologías láser para el procesamiento de materiales, la atención principal se prestaba únicamente a los propios láseres, los principios de su funcionamiento y los parámetros técnicos. Sin embargo, para implementar cualquier proceso de procesamiento dimensional de materiales con láser, además de un láser, se necesita un sistema de enfoque del haz, un dispositivo para controlar el movimiento del haz a lo largo de la superficie de la pieza de trabajo o un dispositivo para mover el producto con respecto a También se necesitan el haz, un sistema de inyección de gas, sistemas ópticos de guiado y posicionamiento y software de control para procesos de corte y grabado por láser, etc. En la mayoría de los casos, la elección de los parámetros de los dispositivos y sistemas que dan servicio directamente al láser no es menos importante. que los parámetros del propio láser. Por ejemplo, para marcar rodamientos con un diámetro inferior a 10 mm o soldadura por puntos con láser de precisión, el tiempo dedicado al posicionamiento y enfoque del producto supera el tiempo de grabado o soldadura en uno o dos órdenes de magnitud (el tiempo necesario para marcar un rodamiento es de aproximadamente 0,5 s). Por lo tanto, sin el uso de sistemas automáticos de posicionamiento y enfoque, el uso de complejos láser en muchos casos resulta económicamente impracticable. La analogía de los sistemas láser con los automóviles muestra que el láser realiza las funciones de un motor. Por muy bueno que sea el motor, el coche no se moverá sin ruedas y todo lo demás.

Por lo tanto, la tarea de utilizar tecnologías láser en la producción moderna debe considerarse no solo desde el punto de vista de los parámetros técnicos del láser en sí, sino también teniendo en cuenta las características de los equipos y el software que permiten utilizar el específico. Propiedades del láser para resolver un problema tecnológico particular.

Cualquier sistema láser diseñado para el procesamiento dimensional de materiales se caracteriza por los siguientes parámetros:

velocidad de procesamiento (corte, grabado, etc.);
resolución;
precisión del procesamiento;
tamaño del campo de trabajo;
variedad de materiales de procesamiento (metales ferrosos, metales no ferrosos, madera, plástico, etc.);
gama de tamaños y pesos de productos destinados a procesamiento;
configuración del producto (por ejemplo, grabado en superficies planas, cilíndricas u onduladas);
el tiempo necesario para cambiar las tareas realizadas (cambio de patrón de grabado, configuración de la línea de corte, cambio de material de procesamiento, etc.);
tiempo de instalación y posicionamiento del producto;
parámetros de las condiciones ambientales (rango de temperatura, humedad, polvo) en las que se puede operar el sistema;
Requisitos para las calificaciones del personal de servicio.

Las principales características técnicas que determinan la naturaleza del procesamiento son los parámetros de energía del láser: energía, potencia, densidad de energía, duración del pulso, estructuras espaciales y temporales de la radiación, distribución espacial de la densidad de potencia de la radiación en el punto de enfoque, condiciones de enfoque, Propiedades físicas del material (reflectividad, propiedades termofísicas, punto de fusión, etc.).

Perforación láser de agujeros en metales.

Existen ventajas al utilizar un láser como herramienta de perforación.

No se produce contacto mecánico entre la herramienta de perforación y el material, así como roturas y desgaste de las brocas.

Se consigue una mayor relación entre la profundidad y el diámetro de perforación que con otros métodos de perforación.

Al taladrar, así como al cortar, las propiedades del material que se procesa influyen significativamente en los parámetros del láser necesarios para realizar la operación. La perforación se realiza con láseres pulsados que funcionan tanto en modo de funcionamiento libre con una duración de impulso de aproximadamente 1 μs como en modo Q-switched con una duración de varias decenas de nanosegundos. En ambos casos se produce un efecto térmico sobre el material, su fusión y evaporación. El agujero crece en profundidad principalmente debido a la evaporación y en diámetro, debido a la fusión de las paredes y al flujo de líquido bajo el exceso de presión de vapor creado.

Los láseres utilizados para perforar agujeros en metal deben proporcionar una densidad de potencia del orden de 10 7 -10 8 W/cm 2 en el haz enfocado. Perforar agujeros con brocas metálicas con un diámetro inferior a 0,25 mm es una tarea práctica difícil, mientras que la perforación con láser permite obtener agujeros con un diámetro acorde a la longitud de onda de la radiación con una precisión de colocación bastante alta. Los especialistas de General Electric (EE.UU.) han calculado que la perforación de agujeros con láser es muy competitiva desde el punto de vista económico en comparación con el procesamiento por haz de electrones (Tabla 1). Actualmente, los láseres de estado sólido se utilizan principalmente para perforar agujeros. Proporcionan frecuencias de repetición de pulsos de hasta 1000 Hz y potencia en modo continuo de 1 a 10 3 W, en modo pulsado (hasta cientos de kilovatios) y en modo Q-switched (hasta varios megavatios). En la tabla se dan algunos resultados del procesamiento con dichos láseres. 2.

Soldadura de metales por láser

La soldadura láser tuvo dos etapas en su desarrollo. Inicialmente se desarrolló la soldadura por puntos. Esto se explica por la disponibilidad en ese momento de potentes láseres pulsados de estado sólido. Actualmente, con la disponibilidad de potentes láseres de gas CO 2 y Nd:YAG de estado sólido que proporcionan radiación continua y pulsada continua, es posible soldar costuras con una profundidad de penetración de hasta varios milímetros. La soldadura láser tiene una serie de ventajas respecto a otros tipos de soldadura. En presencia de una alta densidad de flujo luminoso y de un sistema óptico, es posible la penetración local en un punto determinado con gran precisión. Esta circunstancia permite soldar materiales en zonas de difícil acceso, en cámara de vacío o llena de gas si tiene ventanas transparentes a la radiación láser. De especial interés práctico es soldar, por ejemplo, elementos microelectrónicos en una cámara con atmósfera de gas inerte, ya que en este caso no se producen reacciones de oxidación.

La soldadura de piezas se produce con densidades de potencia significativamente más bajas que el corte. Esto se explica por el hecho de que para soldar sólo es necesario calentar y fundir el material, es decir, se requieren densidades de potencia aún insuficientes para una evaporación intensa (10 5 -10 6 W/cm 2), con una duración de pulso de aproximadamente 10 - 3 -10 -4 Con. Dado que la radiación láser enfocada en el material a procesar es una fuente de calor superficial, el calor se transfiere a la profundidad de las piezas a soldar debido a la conductividad térmica y la zona de penetración cambia con el tiempo con un modo de soldadura seleccionado correctamente. En el caso de densidades de potencia insuficientes, se produce una falta de penetración en la zona soldada, y en presencia de densidades de potencia elevadas, se observa evaporación del metal y formación de agujeros.

La soldadura se puede realizar en una máquina de corte por láser de gas a potencias más bajas y mediante una débil inyección de gas inerte en la zona de soldadura. Con una potencia de láser de CO 2 de unos 200 W, es posible soldar acero de hasta 0,8 mm de espesor a una velocidad de 0,12 m/min; La calidad de la costura no es peor que con el procesamiento por haz de electrones. La soldadura por haz de electrones tiene velocidades de soldadura ligeramente más altas, pero se lleva a cabo en una cámara de vacío, lo que genera grandes inconvenientes y requiere importantes costes de tiempo totales.

En mesa La figura 3 muestra datos de soldadura a tope con láser de CO 2, potencia 250 W, de diversos materiales.

Con otras potencias de radiación del láser de CO2, se obtuvieron los datos de soldadura de costura indicados en la Tabla 1. 4. Al soldar solapamientos, extremo y esquina, se obtuvieron velocidades cercanas a las indicadas en la tabla, con penetración completa del material a soldar en la zona afectada por la viga.

Los sistemas de soldadura láser son capaces de soldar metales diferentes, produciendo efectos térmicos mínimos debido al pequeño tamaño del punto láser, y soldar alambres delgados con un diámetro de menos de 20 micrones en una configuración de alambre a alambre o de alambre a hoja.

Literatura

1. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Aplicación de láseres en ingeniería mecánica y fabricación de instrumentos. — L.: Ingeniería mecánica. Lenin. departamento, 1978. - 336 p.

2. Rykalin N.N. Procesamiento láser de materiales. - M., Ingeniería Mecánica, 1975. - 296 p.

La composición de las mezclas de hormigón utilizadas en la construcción incluye materiales gruesos como piedra triturada y grava. Además, se refuerzan las estructuras de hormigón. Por lo tanto, al perforar, la herramienta debe superar obstáculos de metal y piedra. La calidad de un agujero perforado en hormigón depende directamente de la elección correcta de la herramienta y del método de perforación.

La perforación de hormigón seco es el proceso de formar un agujero sin el uso de agua ni ningún otro refrigerante. Hoy en día es difícil imaginar un método más fiable, seguro y preciso que perforar superficies de hormigón con herramientas recubiertas de diamante. Esta perforación se realiza mediante instalaciones especiales, que a su vez requieren ciertas habilidades de manejo. Por lo tanto, en busca de ayuda, es mejor recurrir a profesionales que sepan bien cómo hacerlo de manera rápida y eficiente.

Las herramientas diamantadas le permiten perforar agujeros con un diámetro de 15 a 1000 mm y una profundidad de hasta 5 m

La lista de tareas resueltas mediante perforación es muy amplia.

Básicamente, la perforación con diamante se utiliza para crear agujeros en techos y paredes para:

tuberías de calefacción, suministro de gas, suministro de electricidad;
sistemas de seguridad contra incendios;
sistemas de ventilación y aires acondicionados;
comunicaciones diversas (Internet, teléfono, etc.);
instalación de vallas y barandillas en las aberturas de escaleras;
instalación de anclajes químicos;
instalación de equipos para piscinas.

La tecnología de perforación con diamante también se puede utilizar para cortar aberturas en pisos y paredes. para conductos de ventilación, puertas, ventanas y otras necesidades en los casos en que no sea posible utilizar equipos especiales para cortar hormigón para este fin.

La tecnología de este método es que se perforan agujeros con un diámetro de 130-200 mm a lo largo del perímetro de la futura abertura. Luego, los bordes de la abertura se nivelan con un taladro percutor o una mezcla de cemento y arena. A pesar de que este método requiere mucho tiempo, el resultado prácticamente no difiere del corte. Esta tecnología se llama perforación diamantina en línea.

Perforar hormigón sin impacto

La tecnología de perforación con diamante se basa en una característica única del diamante: su dureza insuperable. El filo de la herramienta de perforación está recubierto con un revestimiento que contiene diamante, la llamada "matriz". Durante el proceso de perforación, los segmentos de diamante de la herramienta producen una destrucción local sin impactos en la zona de corte. Simultáneamente con la destrucción del hormigón, se produce la abrasión de la propia matriz, pero como tiene varias capas, aparecen nuevos granos de diamante en su superficie y el borde de trabajo permanece afilado durante mucho tiempo.

La perforación con diamante tiene una ventaja muy importante: la ausencia total de impactos fuertes en la superficie del hormigón y de ruidos insoportables. Estas cualidades positivas hacen que la tecnología del diamante sea indispensable a la hora de realizar trabajos de reparación en apartamentos de edificios de varias plantas. La perforación con diamante le permite evitar la formación de grietas en las superficies de las paredes, que tarde o temprano conducen a una pérdida total de su capacidad de carga, una disminución en el nivel de aislamiento térmico y acústico y un deterioro de las características de resistencia.

Dado que durante la construcción monolítica es imposible preinstalar todos los orificios tecnológicos para diversas necesidades, la perforación con una herramienta de diamante se convierte en la única forma de crear aberturas al colocar tuberías de calefacción, suministro de agua y otras comunicaciones. El uso de un martillo neumático para tales trabajos no solo no es económicamente rentable, sino también extremadamente inseguro, ya que las cargas dinámicas sobre las correas de refuerzo pueden causar grietas en las superficies de concreto.

Las herramientas de diamante son populares debido a su capacidad para perforar hormigón con cualquier grado de refuerzo.

La perforación con diamante se puede realizar de dos formas: con agua, lo que reduce el calentamiento de la herramienta, y también “en seco”. Tecnológicamente, la perforación en seco es mucho más sencilla y, por tanto, más cómoda. Se realiza mediante coronas especiales llamadas “cortadores secos”. El cuerpo de estas coronas tiene orificios pasantes que proporcionan disipación de calor y reducen el riesgo de deformación.

A diferencia de las herramientas de perforación húmedas, cuyos segmentos de diamante se fijan a la superficie de trabajo mediante soldadura, las brocas de perforación en seco se fabrican exclusivamente mediante soldadura láser.

¿Por qué es tan importante la soldadura láser de segmentos de diamante en la perforación en seco? La respuesta es muy simple: la temperatura en la zona de perforación sin el uso de refrigerante aumenta muy rápidamente a 600 grados.

Esta temperatura es el punto de fusión de la soldadura ordinaria, por lo que el segmento soldado con su ayuda simplemente sale volando y permanece en el orificio. Para continuar trabajando se debe retirar el segmento del agujero, ya que es imposible perforarlo. Una herramienta con segmentos soldados mediante soldadura láser es capaz de soportar temperaturas bastante altas y no se vuelve "grasa" durante el funcionamiento.

Husqvarna fue uno de los primeros en proponer la idea de perforar en seco agujeros en superficies de hormigón. Ella desarrolló un adaptador especial para este método que se puede conectar a una aspiradora.

La aspiradora elimina el polvo generado durante la perforación y al mismo tiempo enfría la broca.. Dado que el adaptador está conectado a la base de la broca, el polvo se acumula directamente en el área de perforación y no se esparce por toda la habitación.

Ventajas de la perforación en seco

La principal ventaja de la perforación con diamante seco es la posibilidad de utilizar este método en los casos en que el uso de refrigeración por agua sea inaceptable. Además, La perforadora en seco se puede utilizar en espacios relativamente pequeños.. La instalación para el método húmedo ocupa un área mucho mayor, ya que, por regla general, está equipada con un tanque de agua bastante impresionante que se utiliza para enfriar la herramienta.

El método seco de perforar agujeros en hormigón es especialmente relevante cuando se realizan trabajos:

muy cerca del cableado eléctrico;
en sitios donde no hay suministro de agua;
en locales con finos acabados;
con el riesgo de inundar de agua las habitaciones inferiores.

Desafortunadamente, el método seco tiene muchas desventajas. El principal es la imposibilidad de trabajar con la máxima productividad y carga. Esto se debe al rápido calentamiento de los segmentos de diamante, lo que conduce a una disminución en la intensidad de recursos de la herramienta y su rápida falla. Con el método seco, el proceso de perforación se interrumpe periódicamente para enfriar la herramienta mediante flujos de aire vórtice.

La perforación en seco tiene limitaciones en cuanto al diámetro y la profundidad de los agujeros.

Por tanto, la perforación húmeda es un método preferible, a pesar de que su uso implica esfuerzos adicionales para organizar el trabajo, es decir, es necesario cuidar el suministro y drenaje del agua. Sin embargo, al realizar trabajos de un volumen suficientemente grande, los esfuerzos adicionales asociados con el suministro de agua no serán tan onerosos en comparación con los costos del método seco. Es decir, es mucho más fácil cuidar el suministro y drenaje del agua que perforar con mucho esfuerzo y tiempo.

herramienta de procesamiento utilizada

Para la perforación en seco se utilizan coronas de diamante que no requieren refrigeración adicional. Se enfrían gracias a los flujos de aire y a la lubricación de alta calidad. La corona parece un cilindro metálico hueco. En un extremo de este vaso hay un filo recubierto de diamante. La otra parte o la parte posterior de la corona está destinada a la fijación en el equipo utilizado y tiene un tapón.

La corona produce movimientos de corte circulares durante la perforación. Estos movimientos se producen a alta velocidad y bajo presión, por lo que la herramienta destruye con mucha precisión el área deseada de la superficie del hormigón. La velocidad de perforación y el desgaste de la herramienta dependen directamente de la fuerza de presión. Una presión muy alta provoca una rápida destrucción de la herramienta y una presión muy baja reduce significativamente la velocidad del trabajo de perforación. Por tanto, el cálculo correcto de la fuerza mecánica es muy importante. Al calcular esta fuerza se debe tener en cuenta el área total de los segmentos de diamante y el tipo de material que se procesa.

Existe una gran cantidad de variedades de coronas de diamantes. Según su tamaño se dividen en:

de pequeño tamaño;
promedio;
de gran tamaño;
extra grande.

Las coronas pequeñas incluyen coronas con un diámetro de 4 a 12 mm. Se utilizan principalmente para perforar pequeños agujeros para cableado eléctrico. Las brocas medianas tienen un diámetro de 35-82 mm y se utilizan para perforar agujeros para enchufes, tubos pequeños, etc.

Las brocas grandes con un diámetro de 150 a 400 mm se utilizan para perforar agujeros en estructuras permanentes de hormigón armado, por ejemplo, para la entrada de cables eléctricos de alto voltaje o alcantarillas. En el desarrollo de instalaciones de infraestructura bastante potentes se utilizan boquillas con diámetros de 400-1400 mm. De hecho, 1400 mm no es el límite para las coronas.

Se puede fabricar una boquilla más grande bajo pedido. Un parámetro importante es también la longitud de la herramienta de perforación. La longitud de las boquillas más cortas no supera los 15 cm.. La longitud de las coronas de clase media es de 400 a 500 cm.

Dependiendo de la forma de la superficie de corte, se distinguen los siguientes tipos de brocas para hormigón:

anillo. Parecen una matriz sólida de diamante en forma de anillo, adherida al cuerpo. Por lo general, estas brocas tienen un diámetro pequeño, pero hay excepciones;
engranaje son el tipo más común de brocas huecas. ;
conjunto. Estas coronas se utilizan principalmente para tipos especiales de trabajos de hormigón.

La parte cortante de las brocas dentadas consta de elementos de diamante individuales, que pueden tener de 3 a 32

El material del que están hechos los segmentos y en el que se fijan los diamantes se llama aglutinante y, en el lenguaje de los profesionales, matriz. Le da al segmento de diamante su forma y fuerza. Durante el uso práctico, la matriz debe desgastarse de tal manera que los diamantes "de trabajo" se rompan después de perder el filo, y diamantes nuevos y afilados actúen como su "reemplazo" en la superficie de corte.

Dependiendo de la ubicación de los diamantes en la matriz de los segmentos cortantes, las coronas se dividen en:

una sola capa. La matriz en este caso tiene sólo una capa superficial de fresas de diamante. Su densidad no supera los 60 unidades por quilate. Las puntas de diamante de una sola capa se consideran las de vida más corta. Se utilizan principalmente para perforar hormigón sin refuerzo;
multicapa. La densidad de los microincisivos en tales matrices puede ser de hasta 120 piezas/quilate. Las coronas multicapa también se denominan autoafilables. Cuando la capa superficial de los diamantes se desgasta, la siguiente capa queda expuesta;
impregnado. Estas coronas también tienen una matriz con varias capas de granos de diamante, pero su densidad es de aproximadamente 40-60 piezas/quilate.

A pesar de la variedad de tipos de herramientas diamantadas, su estructura es idéntica. Por regla general, se compone de un cuerpo metálico de soporte y una capa que contiene diamante, que interactúa directamente con el material y forma la base de la herramienta. Esta capa es una mezcla de diamantes y polvo metálico.

Cuanto más cuidadosamente se seleccione la composición del aglutinante, más eficiente y mejor funcionará la herramienta de diamante en su conjunto. No existe una receta estándar para hacer el aglutinante.

Cada fabricante importante desarrolla su propia fórmula de capa de diamante para cada instrumento, garantizando así su singularidad.

Los consumibles más populares de los siguientes fabricantes son ahora:

Bosco. Los productos fabricados bajo esta marca garantizan trabajos de construcción de alta calidad, ya que son confiables y tienen una larga vida útil;
husqvarna. Este fabricante es famoso por utilizar tecnologías innovadoras en la fabricación de herramientas diamantadas;
cedima es uno de los principales fabricantes de herramientas de corte para hormigón;
Rothenberger. Esta empresa se dedica a la producción de equipos de perforación diamantina y sus componentes;
Hilti se especializa en la producción de equipos de muy alta calidad y mejora constantemente su proceso de producción;
Ancla- empresa nacional. Inicialmente se dedicaba a la venta de equipos extranjeros, pero desde 2007 comenzó a producir sus propios instrumentos.

Husqvarna es pionera en perforación diamantina para hormigón industrial

La rotación de la corona se produce debido a la fuerza del equipo de perforación. La broca se puede instalar tanto en un taladro convencional como en una instalación especial. La instalación hace girar la herramienta a alta velocidad, pero no hay impacto. La boquilla simplemente gira y presiona gradualmente sobre la superficie del hormigón. De este modo, muerde el espesor del hormigón milímetro a milímetro.

Dado que la corona es hueca por dentro, sólo sus paredes cortan el hormigón. Esto acelera y simplifica significativamente el proceso de trabajo. La corona penetrará en la superficie de la pared hasta la posición requerida en solo unos minutos y luego simplemente será necesario sacarla junto con la pieza de concreto cortada.

Principales etapas del proceso técnico.

El algoritmo de trabajo para la perforación de estructuras de hormigón es el siguiente:

selección de coronas;
montaje de plataformas de perforación;
preparación del lugar de trabajo;
marcar la superficie de trabajo con una indicación exacta del centro de perforación;
instalación de la unidad sobre una superficie de trabajo;
instalación de una broca;
realizar perforaciones;
finalización de la perforación;
comprobar la calidad del trabajo.

La instalación debe realizarse con mucho cuidado. Se recomienda prestar especial atención a la fijación de la herramienta de perforación.. Es muy importante que durante la perforación no haya nada innecesario alrededor, por lo que el lugar de trabajo debe estar limpio de escombros y otros objetos innecesarios. El marcado de la superficie de trabajo comienza dibujando dos líneas perpendiculares que se cruzan. Luego se construye un círculo del diámetro requerido desde su centro. Este círculo será el lugar para instalar la corona.

Durante la perforación también es necesario tener en cuenta algunos matices. Para empezar, hay que ajustar la corona con mucho cuidado, colocándola exactamente dentro del círculo dibujado. Primero, se realiza una perforación de prueba durante 4 a 8 segundos. Esto crea un pequeño canal que facilita la instalación de la corona y la realización de perforaciones importantes.

Al final del proceso de trabajo, se retira la corona y se comprueba el grado de desgaste. La parte central del agujero cortado se retira junto con la corona., pero a veces es necesario hacer palanca un poco con una palanca o un taladro percutor. Otro dato interesante es que una boquilla desgastada se puede reparar en un taller especial. La calidad del trabajo realizado depende directamente de la calidad del equipo utilizado. Entre los mejores se consideran los equipos de perforación de fabricantes como Hilti, Husqvarna, Cedima, Tyrolit.

La vida útil de una herramienta de diamante depende en gran medida del tipo de material en el que se perfora el agujero, del tipo de segmento de diamante y del uso correcto del equipo de perforación. Por regla general, las coronas de gran diámetro también tienen una vida útil más larga, lo que se asocia con un mayor número de segmentos de diamante. El recurso medio de brocas de diamante con un diámetro de 200 mm con buena saturación de los segmentos de corte al perforar hormigón armado es de unos 18-20 metros lineales.

Una fijación no rígida de la instalación y de la herramienta provoca la rotura de los segmentos cortantes de la herramienta.

En este caso, el principal consumo de los segmentos diamantados es superar el refuerzo. Factores como un avance excesivamente fuerte o desigual de la broca o su golpe cuando el poste de soporte no está fijado rígidamente pueden reducir en gran medida la vida útil de la broca o incluso destruirla por completo.

Perforación láser de hormigón

La perforación industrial de agujeros con láser comenzó poco después de su invención. El uso de un láser para perforar pequeños agujeros en granos de diamante se informó en 1966. La ventaja de la perforación con láser se manifiesta más claramente al crear agujeros con una profundidad de hasta 10 mm y un diámetro de décimas a centésimas de milímetro. Precisamente en este rango de tamaños, así como al perforar materiales frágiles y duros, la ventaja de la tecnología láser es innegable.

Puedes perforar agujeros con láser en cualquier material. Para ello se utilizan normalmente láseres pulsados con una energía de impulso de 0,1-30 J. Con un láser se pueden perforar agujeros ciegos y pasantes con diferentes formas de sección transversal. La calidad y precisión de la fabricación de agujeros se ve afectada por parámetros temporales del pulso de radiación como la pendiente de sus bordes delantero y trasero, así como sus características espaciales, determinadas por la distribución angular dentro del patrón de radiación y la distribución de la intensidad de la radiación en el plano de la apertura del láser.

Por el momento, existen métodos especiales para formar los parámetros anteriores, que le permiten crear agujeros de varias formas, por ejemplo, triangulares y que corresponden exactamente a las características de calidad dadas. La forma espacial de los orificios en su sección longitudinal está significativamente influenciada por la ubicación del plano focal de la lente con respecto a la superficie objetivo, así como por los parámetros del sistema de enfoque. De esta manera se pueden crear agujeros cilíndricos, cónicos e incluso en forma de barril.

Durante los últimos veinte años, se ha producido un fuerte aumento en el poder de la radiación láser. Esto se debe a la aparición y mayor desarrollo de láseres compactos de nueva arquitectura (láseres de fibra y diodo). El relativo bajo precio de los emisores con una potencia superior a 1 kW ha asegurado su disponibilidad comercial para los especialistas que investigan en diversos campos. Como resultado de estos estudios, se empezó a utilizar radiación láser de alta potencia para cortar y perforar materiales duros como el hormigón y las piedras naturales.

La tecnología láser, libre de ruidos y vibraciones, se utiliza con mayor eficacia en zonas sísmicas al crear agujeros en edificios de hormigón existentes. Allí se utilizan para reforzar casas en ruinas con vigas de acero, así como durante la restauración de monumentos arquitectónicos. En la industria nuclear, la radiación láser de alta potencia se utiliza ampliamente para descontaminar estructuras nucleares de hormigón que ya han sido desmanteladas. En este caso, los usuarios se sienten atraídos por la baja emisión de polvo durante el procesamiento de estructuras de hormigón. También juega un papel importante el control remoto del proceso, es decir, la ubicación remota de los equipos desde la instalación.

Se utiliza un taladro eléctrico láser para perforar agujeros en paredes de hormigón y otras superficies.. Consta de un motor eléctrico, una caja de cambios, un eje de husillo, un dispositivo láser y una herramienta de perforación. Este último tiene forma de tornillo y está directamente unido a la carcasa del cambio. A un extremo de este tornillo se le fija una corona de alta temperatura y el otro extremo está conectado a un eje de husillo. El dispositivo láser se encuentra en la parte superior de la carcasa de la caja de cambios.

El rayo láser aumenta significativamente la velocidad de perforación en paredes sólidas de hormigón y bloques de granito

Medidas de seguridad

Al perforar agujeros en estructuras de hormigón, se debe utilizar equipo de protección personal. Estos incluyen gafas protectoras, guantes de lona y un respirador. El operador debe vestir ropa de trabajo gruesa y zapatos de goma. Durante el trabajo hay que tener cuidado de que ninguna prenda de vestir caiga en las partes móviles del equipo de perforación.

Según las estadísticas, los trabajadores de las obras de construcción sufren el mayor número de lesiones debido al mal funcionamiento de las herramientas eléctricas o a su uso inadecuado. Por lo tanto, la herramienta eléctrica debe estar en buen estado de funcionamiento. Además, antes de cada uso es necesario comprobar si el cable de alimentación está dañado. Durante el trabajo, el cable debe colocarse de manera que no pueda sufrir ningún daño.

Es más seguro perforar hormigón estando de pie en el suelo, pero, lamentablemente, no siempre es así. De esta manera, es posible perforar un agujero solo al nivel de la altura humana. Si el agujero está situado más alto, se debe utilizar una base adicional. La regla principal en este caso es la confiabilidad de la base. Debe proporcionar al trabajador una posición estable y nivelada mientras trabaja. Una medida de seguridad adicional al trabajar en altura es Retirar cualquier objeto del área de trabajo que pueda causar lesiones si se cae accidentalmente.

Al perforar agujeros en paredes de hormigón, existe una alta probabilidad de dañar varias comunicaciones. Podría tratarse de cableado eléctrico, tuberías de calefacción central, etc. Los cables eléctricos activos se pueden detectar fácilmente mediante un detector de cableado oculto.

Al perforar agujeros con láser, se debe evitar que varias partes del cuerpo entren en su área de acción para evitar quemarse. No se debe mirar el rayo láser ni su reflejo, para no dañar la córnea de los ojos. Por la misma razón, es necesario trabajar únicamente con gafas de seguridad especiales. Cuando trabaje con equipos láser, debe seguir las mismas reglas de seguridad que cuando utiliza cualquier herramienta eléctrica.

costo del trabajo

El precio de los servicios de perforación de hormigón está influenciado por factores como:

diámetro del agujero requerido. A medida que aumenta el diámetro, también aumenta el coste de perforación;
material de la superficie, en el que se realizará la perforación. En estructuras de hormigón armado, la perforación es más cara que en paredes de ladrillo;
profundidad de perforación. Naturalmente, cuanto más largo sea el futuro agujero, más cara será la perforación.

Otros factores también pueden influir en el coste de los trabajos de perforación. Por ejemplo, la perforación en altura requiere el uso de equipo adicional. No se puede perforar en ángulo sin el uso de una herramienta especial.

El coste del trabajo también puede incrementarse si se realiza al aire libre y en condiciones climáticas adversas.

Costo estimado de perforar agujeros con una herramienta de diamante:

Diámetro del agujero, mm	Costo de 1 cm de perforación, frotar.
Diámetro del agujero, mm	Ladrillo	Concreto	Concreto reforzado
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

conclusiones

La tecnología del diamante es hoy sin duda la opción más segura, rápida y rentable para perforar agujeros en los materiales de construcción más duros. Utilizando brocas anulares se pueden crear agujeros que coincidan exactamente con un diámetro determinado. La forma de los agujeros también es ideal y no requiere ningún procesamiento adicional, lo que ahorra significativamente tiempo y, lo más importante, dinero al cliente.

Las ventajas de la perforación con diamante, como la ausencia de ruido y vibraciones, permiten realizar trabajos no solo en grandes sitios de construcción, sino también en locales residenciales que se encuentran tanto en la etapa de reparación como en un estado terminado (terminado). . Gracias a las herramientas diamantadas y a los equipos profesionales, los revestimientos de paredes y suelos conservan completamente su aspecto original cuando se trabajan en una sala limpia.

En el vídeo se presentan los matices prácticos de la perforación en seco de hormigón con una corona de diamante:

Los pedidos se cumplen mediante Corte por láser una amplia gama de materiales, configuraciones y tamaños.

La radiación láser enfocada permite cortar casi cualquier metal y aleación, independientemente de sus propiedades termofísicas. Con el corte por láser, no se produce ningún impacto mecánico sobre el material que se está procesando y se producen pequeñas deformaciones. Como resultado, es posible realizar cortes por láser con alta precisión, incluso piezas fácilmente deformables y no rígidas. Gracias a la alta potencia de la radiación láser se garantiza una alta productividad del proceso de corte. En este caso se consigue una calidad de corte tan alta que en los agujeros resultantes se pueden roscar.

Ampliamente utilizado en la producción de adquisiciones. Ventaja principal Corte por láser- permite pasar de un tipo de piezas de cualquier complejidad geométrica a otro tipo prácticamente sin perder tiempo. En comparación con los métodos tradicionales de corte y mecanizado, la velocidad varía varias veces. Debido a la ausencia de efectos térmicos y de fuerza sobre la pieza fabricada, ésta no sufre deformaciones durante el proceso de fabricación. La calidad de los productos fabricados permite realizar soldaduras a tope sin desplazamiento de los bordes cortados y preprocesamiento de las caras unidas.

Láseres de estado sólido Los materiales no metálicos cortan mucho peor que los materiales gaseosos, pero tienen una ventaja al cortar metales, porque una onda con una longitud de 1 micra se refleja peor que una onda con una longitud de 10 micras. El cobre y el aluminio para una longitud de onda de 10 micrones son un medio reflectante casi perfecto. Pero, por otro lado, fabricar un láser de CO2 es más fácil y económico que uno de estado sólido.

Exactitud Corte por láser alcanza 0,1 mm con una repetibilidad de +0,05 mm, y la calidad del corte es constantemente alta, ya que depende únicamente de la constancia de la velocidad de movimiento del rayo láser, cuyos parámetros permanecen sin cambios.

Breves características del corte: normalmente no hay incrustaciones, ligeramente ahusado (según el espesor), los agujeros resultantes son redondos y limpios, se pueden obtener piezas muy pequeñas, el ancho de corte es de 0,2-0,375 mm, las quemaduras son invisibles, el efecto térmico es muy pequeño , es posible cortar materiales no metálicos.

Agujeros de perforación

Un factor importante para Corte por láser es parpadeando el agujero inicial para empezarlo. Algunos sistemas láser tienen la capacidad de producir hasta 4 agujeros por segundo mediante el llamado proceso de perforación voladora en acero laminado en frío de 2 mm de espesor. La producción de un orificio en láminas de acero laminado en caliente más gruesas (hasta 19,1 mm) mediante corte por láser se realiza mediante perforación mecánica en aproximadamente 2 s. El uso de ambos métodos le permite aumentar la productividad del corte por láser al nivel alcanzado con las punzonadoras CNC.

Perforar agujeros

Con este método es posible obtener agujeros con un diámetro de 0,2-1,2 mm con un espesor de material de hasta 3 mm. Con una relación entre la altura y el diámetro del orificio de 16:1, el punzonado con láser es más económico que casi todos los demás métodos. Los objetos de aplicación de esta tecnología son: tamices, orejas de aguja, boquillas, filtros, joyas (colgantes, rosarios, piedras). En la industria, el láser se utiliza para perforar piedras de relojería y matrices de embutición, y la productividad alcanza los 700 mil agujeros por turno.

Escribiendo

A menudo se utiliza el modo de corte continuo, el llamado trazado. Se utiliza ampliamente en la industria, en particular en la microelectrónica, para separar arandelas de silicio en elementos individuales (fragmentos) a lo largo de un contorno determinado. En este proceso, la orientación mutua de la proyección del vector del campo eléctrico de la radiación incidente y la dirección de exploración también resulta esencial para garantizar una alta eficiencia y calidad del proceso.

Escribiendo ampliamente utilizado en la industria (microelectrónica, industria relojera, etc.) para separar obleas delgadas de policor y zafiro, con menos frecuencia para separar arandelas de silicio. En este caso, para llevar a cabo una separación mecánica adicional, es suficiente trazar hasta una profundidad de aproximadamente un tercio del espesor total de la placa que se está separando.

Procesos de micromecanizado

El alto grado de automatización de los últimos años ha permitido volver a utilizar procesos como ajustar los valores de resistencia y elementos piezoeléctricos, recocido de recubrimientos implantados en la superficie de semiconductores, deposición de películas delgadas, limpieza de zonas y crecimiento de cristales. Las capacidades de muchos procesos aún no se han explorado por completo.

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