پرتو لیزر به عنوان مته. تجهیزات پردازش لیزری در تولید بردهای مدار چاپی

حفاری سوراخ در سنگ های ساعت - این آغاز فعالیت کار لیزر بود. ما در مورد سنگ های یاقوتی صحبت می کنیم که در ساعت ها به عنوان بلبرینگ ساده استفاده می شود. در ساخت چنین یاتاقان ها، لازم است سوراخ هایی در یاقوت - یک ماده بسیار سخت و در عین حال شکننده - سوراخ هایی با قطر تنها 0.1-0.05 میلی متر سوراخ کنید. این عمل جواهرسازی برای سالیان متمادی به روش مکانیکی معمول و با استفاده از مته های ساخته شده از سیم نازک پیانو به قطر 40-50 میکرون انجام می شد. چنین مته ای تا 30 هزار دور در دقیقه انجام می داد و به طور همزمان حدود صد حرکت رفت و برگشتی را انجام می داد. حفاری یک سنگ 10-15 دقیقه طول کشید. نحوه جدا کردن شاخه های گوش - شمع گوگردی nmedik.org/sernaya-probka.html.

از سال 1964، حفاری مکانیکی ناکارآمد سنگ های ساعت با حفاری لیزری در همه جا جایگزین شد. البته اصطلاح حفاری لیزری را نباید به معنای واقعی کلمه گرفت. پرتو لیزر سوراخی ایجاد نمی کند - آن را سوراخ می کند و باعث تبخیر شدید مواد می شود. امروزه حفاری لیزری سنگ های ساعت رایج است. برای این منظور به ویژه از لیزرهای شیشه ای نئودیمیم استفاده می شود. یک سوراخ در سنگ (با ضخامت قطعه کار 0.5-1 میلی متر) توسط یک سری از چندین پالس لیزر با انرژی 0.5-1 ژول پانچ می شود. بهره وری دستگاه لیزر در حالت خودکار یک سنگ در ثانیه است. این هزار برابر بیشتر از بهره وری حفاری مکانیکی است!

مدت کوتاهی پس از تولد، لیزر وظیفه بعدی را دریافت کرد که با همان موفقیت انجام شد - سوراخ کردن (پانچ کردن) در قالب های الماس. برای به دست آوردن یک سیم بسیار نازک از مس، برنز، تنگستن، از فناوری کشیدن فلز از طریق سوراخی با قطر مناسب استفاده می شود. چنین سوراخ هایی در موادی با سختی بالا حفر می شوند، زیرا در فرآیند کشیدن سیم، قطر سوراخ باید بدون تغییر باقی بماند. الماس سخت ترین شناخته شده است. بنابراین، بهتر است یک سیم نازک را از طریق سوراخی در الماس بکشید - از طریق به اصطلاح قالب های الماس. تنها با کمک قالب های الماس می توان سیم فوق نازکی با قطر تنها 10 میکرون به دست آورد. اما چگونه می توان یک سوراخ نازک در یک ماده فوق سخت مانند الماس ایجاد کرد؟ انجام این کار به صورت مکانیکی بسیار دشوار است - حفاری مکانیکی یک سوراخ در قالب الماس تا ده ساعت طول می کشد. اما همانطور که مشخص شد، شکستن این سوراخ با یک سری از چندین پالس لیزری قدرتمند دشوار نیست.

امروزه، حفاری لیزری نه تنها برای مواد مخصوصا سخت، بلکه برای موادی که با افزایش شکنندگی مشخص می شوند، به طور گسترده استفاده می شود. مته لیزری نه تنها قدرتمند، بلکه یک "ابزار" بسیار ظریف است. مثال: استفاده از لیزر هنگام حفاری سوراخ در بسترهای ریز مدار ساخته شده از سرامیک آلومینا. سرامیک ها بسیار شکننده هستند. به همین دلیل، حفاری مکانیکی سوراخ ها در بستر ریز مدار، به عنوان یک قاعده، بر روی ماده "خام" انجام شد. سرامیک ها پس از حفاری پخته شدند. در این مورد، مقداری تغییر شکل محصول رخ داد، موقعیت نسبی سوراخ‌های حفر شده به هم خورد. این مشکل با ظهور دریل های لیزری حل شد. با استفاده از آنها می توان با بسترهای سرامیکی که قبلا پخته شده اند کار کرد. با کمک لیزر، سوراخ های بسیار نازکی در سرامیک ها ایجاد می شود - فقط 10 میکرون قطر دارند. چنین سوراخ هایی را نمی توان با حفاری مکانیکی به دست آورد.

این واقعیت که حفاری حرفه لیزر است، هیچ کس شک نکرد. در اینجا، لیزر در واقع رقبای شایسته ای نداشت، به خصوص در مورد حفاری سوراخ های بسیار نازک و بسیار عمیق، زمانی که سوراخ ها باید در مواد بسیار شکننده یا بسیار سخت ایجاد می شد.

4. برش و جوش لیزری.

یک پرتو لیزر می تواند کاملاً همه چیز را برش دهد: پارچه، کاغذ، چوب، تخته سه لا، لاستیک. پلاستیک، سرامیک، ورق آزبست، شیشه، ورق های فلزی. در این صورت می توان برش های دقیقی را در امتداد پروفیل های پیچیده به دست آورد. هنگام برش مواد قابل اشتعال، محل برش با یک جت گاز بی اثر دمیده می شود. نتیجه یک لبه برش صاف و پخته نشده است. لیزر CW معمولا برای برش استفاده می شود. قدرت تشعشع مورد نیاز به مواد و ضخامت قطعه کار بستگی دارد. به عنوان مثال برای برش تخته هایی به ضخامت 5 سانتی متر از لیزر CO2 200 واتی استفاده شد. عرض برش فقط 0.7 میلی متر بود. خاک اره، البته، نبود.

برای برش فلزات به لیزرهایی با توان چند کیلووات نیاز است. توان مورد نیاز را می توان با استفاده از روش برش لیزر گازی کاهش داد - هنگامی که یک جت قوی اکسیژن به طور همزمان با پرتو لیزر به سطح بریده شده هدایت می شود. در طی احتراق یک فلز در یک جت اکسیژن (به دلیل واکنش های اکسیداسیون فلز در این جت)، انرژی قابل توجهی آزاد می شود. در نتیجه می توان از تابش لیزر با توان تنها 100-500 وات استفاده کرد. علاوه بر این، جت اکسیژن دور می زند و محصولات مذاب و احتراق فلز را از منطقه برش می برد.

اولین نمونه از این نوع برش، برش لیزری پارچه در یک کارخانه بافندگی است. این مجموعه شامل یک لیزر CO2 100 W، یک سیستم برای تمرکز و حرکت پرتو لیزر، یک کامپیوتر و یک دستگاه برای کشش و حرکت بافت است. در فرآیند برش، پرتو در امتداد سطح پارچه با سرعت 1 متر بر ثانیه حرکت می کند. قطر نقطه نور متمرکز 0.2 میلی متر است. حرکات پرتو و خود بافت توسط کامپیوتر کنترل می شود. نصب به عنوان مثال امکان برش مواد را برای 50 لباس در عرض یک ساعت فراهم می کند. برش نه تنها به سرعت، بلکه بسیار دقیق انجام می شود. در حالی که لبه های برش صاف و سفت شده است. نمونه دوم برش خودکار ورق های آلومینیوم، فولاد، تیتانیوم در صنعت هوانوردی است. بدین ترتیب یک لیزر CO2 با قدرت 3 کیلو وات، ورقه ای از تیتانیوم به ضخامت 5 میلی متر را با سرعت 5 سانتی متر بر ثانیه برش می دهد. با استفاده از یک جت اکسیژن، تقریباً همان نتیجه با قدرت تابش 100-300 W به دست می آید.

ارسال کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه. موسسه آموزش عالی بودجه ایالتی فدرال. دانشگاه ایالتی ولادیمیر به نام A.G. و N.G. Stoletovs.

بخش FPM

چکیده در مورد موضوع

"حفاری سوراخ لیزری"

تکمیل شد:

گروه دانشجویی LT - 115

گوردیوا اکاترینا

ولادیمیر، 2016

مقدمه

پرتو لیزر به عنوان مته

حفاری لیزری سوراخ در فلزات

حفاری مواد غیر فلزی

حفاری لیزری سوراخ در سطوح سخت

تشخیص حفاری لیزریافزایش شکنندگی

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

مقدمه

در حال حاضر لیزر تعدادی عملیات تکنولوژیکی را با موفقیت انجام می دهد، در درجه اول مانند برش، جوشکاری، حفاری سوراخ، عملیات حرارتی سطح، خط کشی، علامت گذاری، حکاکی و غیره و در برخی موارد مزیت هایی نسبت به سایر انواع پردازش دارد. سوراخ‌های موجود در مواد را می‌توان سریع‌تر تکمیل کرد و خط‌کشی مواد غیر مشابه کامل‌تر است. علاوه بر این، برخی از انواع عملیات که قبلاً به دلیل دسترسی دشوار غیرممکن بود، با موفقیت زیادی انجام می شود. به عنوان مثال، جوش مواد و سوراخ کردن سوراخ ها را می توان از طریق شیشه در خلاء یا اتمسفر گازهای مختلف انجام داد.

کلمه لیزر از حروف اولیه عبارت انگلیسی Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation تشکیل شده است که در ترجمه روسی به معنای تقویت نور از طریق انتشار تحریک شده است. به طور کلاسیک، اتفاق افتاد که هنگام توصیف فناوری های پردازش مواد لیزری، توجه اصلی فقط به خود لیزرها، اصول عملکرد و پارامترهای فنی آنها می شود. با این حال، برای اجرای هر فرآیند پردازش ابعادی لیزری مواد، علاوه بر لیزر، یک سیستم متمرکز کننده پرتو، دستگاهی برای کنترل حرکت پرتو در امتداد سطح قطعه کار یا دستگاهی برای جابجایی محصول نسبت به پرتو، سیستم دمش گاز، سیستم های هدایت نوری و موقعیت یابی، نرم افزار کنترل فرآیند برش لیزری، حکاکی و غیره. در بیشتر موارد، انتخاب پارامترها برای دستگاه‌ها و سیستم‌هایی که مستقیماً به لیزر خدمات می‌دهند، اهمیت کمتری از پارامترهای خود لیزر ندارد. به عنوان مثال، برای علامت گذاری بلبرینگ هایی با قطر کمتر از 10 میلی متر، یا برای جوشکاری لیزری نقطه ای دقیق، زمان صرف شده برای قرار دادن محصول و فوکوس یک یا دو مرتبه بزرگی (زمان اعمال) از زمان حکاکی یا جوش بیشتر می شود. علامت گذاری روی بلبرینگ تقریباً 0.5 ثانیه است. بنابراین، بدون استفاده از سیستم های موقعیت یابی و فوکوس خودکار، استفاده از سیستم های لیزری در بسیاری از موارد از نظر اقتصادی بی فایده می شود. قیاس سیستم های لیزر با اتومبیل ها نشان می دهد که لیزر به عنوان یک موتور عمل می کند. موتور هرچقدر هم خوب باشه ولی بدون چرخ و هر چیز دیگه ماشین نمیره.

یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب سیستم های فناوری لیزر، سهولت تعمیر و نگهداری آنها است. همانطور که عمل نشان داده است، اپراتورها صلاحیت پایینی برای خدمات رسانی به چنین تجهیزاتی دارند. یکی از دلایل این امر این است که در اکثر موارد سیستم های لیزری برای جایگزینی فرآیندهای فناورانه منسوخ (نشانه گذاری شوک و شیمیایی محصولات، حکاکی مکانیکی، جوش دستی، علامت گذاری دستی و غیره) نصب می شوند. رؤسای شرکت هایی که تولید خود را مدرن می کنند ، به عنوان یک قاعده ، به دلایل اخلاقی ، تجهیزات قدیمی را با تجهیزات جدید جایگزین می کنند ، پرسنل خدمات قدیمی (به معنای واقعی کلمه و مجازی) را ترک می کنند. بنابراین، برای معرفی سیستم‌های تکنولوژیکی لیزر به تولید تحت شرایط اولیه توسعه آن (در جمهوری‌های پس از شوروی)، لازم است بالاترین سطح ممکن اتوماسیون و سهولت آموزش فراهم شود. ما نباید این واقعیت را نادیده بگیریم که حقوق پرسنل غیر ماهر کمتر از یک متخصص آموزش دیده است. بنابراین، خرید تجهیزات پیچیده با امکان سهولت تعمیر و نگهداری مقرون به صرفه تر از دعوت از پرسنل مجرب است.

بنابراین، وظیفه استفاده از فناوری های لیزر در تولید مدرن نه تنها باید از نقطه نظر پارامترهای فنی خود لیزر، بلکه با در نظر گرفتن ویژگی های تجهیزات و نرم افزارهایی که امکان استفاده از ویژگی های خاص لیزر را فراهم می کند، در نظر گرفت. لیزر برای حل یک مشکل تکنولوژیکی خاص.

هر سیستم لیزری طراحی شده برای پردازش ابعادی مواد با پارامترهای زیر مشخص می شود:

سرعت پردازش (برش، حکاکی و غیره)؛

وضوح؛

دقت پردازش؛

اندازه زمین کار؛

طیف وسیعی از مواد پردازش (فلزات آهنی، فلزات غیر آهنی، چوب، پلاستیک و غیره)؛

محدوده اندازه و وزن محصولات در نظر گرفته شده برای پردازش؛

پیکربندی محصول (به عنوان مثال، حکاکی روی سطوح صاف، استوانه ای، موج دار)؛

زمان مورد نیاز برای تغییر کارهای انجام شده (تغییر الگوی حکاکی، پیکربندی - خطوط برش، تغییر مواد پردازش و غیره)؛

زمان نصب و موقعیت یابی محصول؛

پارامترهای شرایط محیطی (محدوده دما، رطوبت، محتوای گرد و غبار) در ---- که در آن سیستم می تواند کار کند.

شرایط لازم برای صلاحیت پرسنل خدماتی.

بر اساس این پارامترها، نوع لیزر، دستگاه جاروب پرتو انتخاب می شود، طراحی بست محصول توسعه می یابد، سطح اتوماسیون سیستم به طور کلی، موضوع نیاز به نوشتن برنامه های تخصصی برای آماده سازی طراحی فایل ها، برش خطوط و غیره در حال تصمیم گیری است.

مشخصات فنی اصلی که ماهیت پردازش را تعیین می کند پارامترهای انرژی لیزر - انرژی، توان، چگالی انرژی، مدت زمان پالس، ساختار مکانی و زمانی تابش، توزیع فضایی چگالی توان تابش در نقطه کانونی، شرایط تمرکز، فیزیکی است. خواص مواد

پرتو لیزر به عنوان مته

حفاری سوراخ در سنگ های ساعت - این آغاز فعالیت کار لیزر بود. ما در مورد سنگ های یاقوتی صحبت می کنیم که در ساعت ها به عنوان بلبرینگ ساده استفاده می شود. در ساخت چنین یاتاقان ها، لازم است سوراخ هایی در یاقوت - یک ماده بسیار سخت و در عین حال شکننده - سوراخ هایی با قطر 1-0.05 میلی متر سوراخ کنید. این عمل جواهرسازی برای سالیان متمادی به روش مکانیکی معمول و با استفاده از مته های ساخته شده از سیم نازک پیانو به قطر 40-50 میکرون انجام می شد. چنین مته ای تا 30 هزار دور در دقیقه انجام می داد و به طور همزمان حدود صد حرکت رفت و برگشتی را انجام می داد. حفاری یک سنگ 10-15 دقیقه طول کشید.

از سال 1964، حفاری مکانیکی ناکارآمد سنگ های ساعت با حفاری لیزری در همه جا جایگزین شد. البته اصطلاح حفاری لیزری را نباید به معنای واقعی کلمه گرفت. پرتو لیزر سوراخی را سوراخ نمی کند، آن را سوراخ می کند و باعث تبخیر شدید مواد می شود. امروزه حفاری لیزری سنگ های ساعت رایج است. برای این منظور به ویژه از لیزرهای شیشه ای نئودیمیم استفاده می شود. یک سوراخ در سنگ (با ضخامت قطعه کار 0.5-1 میلی متر) توسط یک سری از چندین پالس لیزر با انرژی 0.5-1 ژول پانچ می شود. بهره وری دستگاه لیزر در حالت خودکار یک سنگ در ثانیه است. این هزار برابر بیشتر از بهره وری حفاری مکانیکی است!

مدت کوتاهی پس از تولد، لیزر وظیفه بعدی را دریافت کرد که با همان موفقیت انجام شد - سوراخ کردن (پانچ کردن) در قالب های الماس. شاید همه نمی دانند که برای به دست آوردن یک سیم بسیار نازک از مس، برنز، تنگستن، از فناوری کشیدن فلز از طریق سوراخی با قطر مناسب استفاده می شود. چنین سوراخ هایی در موادی با سختی بالا حفر می شوند، زیرا در فرآیند کشیدن سیم، قطر سوراخ باید بدون تغییر باقی بماند. الماس سخت ترین شناخته شده است. بنابراین، بهتر است یک سیم نازک را از طریق سوراخی در الماس بکشید - از طریق به اصطلاح قالب های الماس. تنها با کمک قالب های الماس می توان سیم بسیار نازکی با قطر تنها 10 میکرون به دست آورد. اما چگونه می توان یک سوراخ نازک در یک ماده فوق سخت مانند الماس ایجاد کرد؟ انجام این کار به صورت مکانیکی بسیار دشوار است - حفاری مکانیکی یک سوراخ در قالب الماس تا ده ساعت طول می کشد.

یک سوراخ در قالب الماس در بخش به این شکل است. پالس های لیزر یک کانال ناهموار را در یک قطعه الماس سوراخ می کنند. سپس کانال را با سونوگرافی، آسیاب و پولیش درمان می کنند، مشخصات لازم را به آن می دهند. سیم به دست آمده با کشیدن از طریق قالب دارای قطر d است

این سوراخ‌های منظم، به قطر 0.3 میلی‌متر، با استفاده از لیزر CO2 در یک صفحه سرامیکی آلومینا به ضخامت 0.7 میلی‌متر سوراخ می‌شوند.

با کمک لیزر، سوراخ های بسیار نازکی در سرامیک ها - با قطر تنها 10 میکرون - سوراخ می شود. توجه داشته باشید که چنین سوراخ هایی را نمی توان با حفاری مکانیکی به دست آورد.

این واقعیت که حفاری حرفه لیزر است، هیچ کس شک نکرد. در اینجا، لیزر در واقع رقبای شایسته ای نداشت، به خصوص در مورد حفاری سوراخ های بسیار نازک و بسیار عمیق، زمانی که سوراخ ها باید در مواد بسیار شکننده یا بسیار سخت ایجاد می شد. زمان نسبتاً کوتاهی گذشت و مشخص شد که پرتو لیزر را می توان با موفقیت نه تنها برای حفاری، بلکه برای بسیاری از عملیات پردازش مواد دیگر نیز استفاده کرد. بنابراین امروز می توانیم در مورد ظهور و توسعه یک فناوری جدید - لیزر صحبت کنیم.

حفاری لیزری سوراخ در فلزات

استفاده از لیزر به عنوان ابزار حفاری مزایایی دارد.

هیچ تماس مکانیکی بین ابزار حفاری و مواد و همچنین شکستگی و سایش مته ها وجود ندارد.

دقت قرار دادن سوراخ افزایش می یابد، زیرا از اپتیک های مورد استفاده برای فوکوس کردن پرتو لیزر نیز برای هدایت آن به نقطه مورد نظر استفاده می شود. سوراخ ها را می توان در هر جهتی جهت داد.

نسبت عمق به قطر حفاری بیشتر از سایر روش‌های حفاری است.

هنگام حفاری، و همچنین هنگام برش، خواص مواد در حال پردازش به طور قابل توجهی بر پارامترهای لیزر مورد نیاز برای انجام عملیات تأثیر می گذارد. حفاری توسط لیزرهای پالسی انجام می شود که هم در حالت آزاد با مدت زمان پالس 1 میکرو ثانیه و هم در حالت سوئیچ Q با مدت زمان چند ده نانوثانیه کار می کنند. در هر دو مورد، اثر حرارتی بر روی مواد، ذوب و تبخیر آن وجود دارد. در عمق، سوراخ عمدتاً به دلیل تبخیر و از نظر قطر به دلیل ذوب شدن دیواره ها و خروج مایع تحت فشار بخار اضافی ایجاد شده رشد می کند.

به طور معمول، سوراخ های عمیق با قطر مورد نظر با استفاده از پالس های لیزر کم انرژی تکراری به دست می آیند. در این حالت سوراخ هایی با مخروطی کوچکتر و کیفیت بهتر نسبت به سوراخ هایی که با انرژی بیشتر یک پالس به دست می آیند ایجاد می شود. استثنا مواد حاوی عناصری هستند که قادر به ایجاد فشار بخار بالا هستند. بنابراین، به دلیل محتوای بالای روی، جوش دادن برنج با تابش پالس لیزری بسیار دشوار است، با این حال، هنگام حفاری، برنج دارای مزایایی است، زیرا اتم های روی به طور قابل توجهی مکانیسم تبخیر را بهبود می بخشند.

از آنجایی که حالت چند پالس به دست آوردن حفره هایی با بهترین کیفیت با هندسه مطلوب و با انحراف جزئی از ابعاد مشخص شده امکان پذیر است، در عمل این حالت هنگام سوراخ کردن فلزات نازک و مواد غیرفلزی رایج شده است. با این حال، هنگام حفاری سوراخ در مواد ضخیم، پالس های تکی با انرژی بالا ترجیح داده می شوند. دیافراگم جریان لیزر به دست آوردن حفره های شکلی را ممکن می کند، اما این روش بیشتر در پردازش لایه های نازک و مواد غیر فلزی استفاده می شود. هنگامی که حفاری لیزری در ورقه های نازک با ضخامت کمتر از 0.5 میلی متر انجام می شود، فرآیند یکپارچه سازی وجود دارد که شامل این واقعیت است که سوراخ هایی با قطر 0.001 تا 0.2 میلی متر در تمام فلزات با توان نسبتاً کم ایجاد می شود.

سوراخ کردن فلزات را می توان در موارد مختلفی مورد استفاده قرار داد. بنابراین با کمک لیزرهای پالسی می توان تعادل دینامیکی قطعاتی که با سرعت بالا می چرخند انجام داد. عدم تعادل با ذوب موضعی حجم معینی از مواد انتخاب می شود. لیزر همچنین می تواند برای جا دادن اجزای الکترونیکی، یا از طریق تبخیر موضعی مواد یا با حرارت دادن عمومی استفاده شود. چگالی توان بالا، اندازه نقطه کوچک و مدت زمان پالس کوتاه، لیزر را به ابزاری ایده آل برای این کاربرد تبدیل کرده است.

لیزرهای مورد استفاده برای حفاری سوراخ در فلز باید چگالی توان پرتو متمرکزی در حدود 107 - 108 W/cm2 ارائه دهند. حفاری سوراخ با مته های فلزی با قطر کمتر از 0.25 میلی متر یک کار عملی دشوار است، در حالی که حفاری لیزری به دست آوردن سوراخ هایی با قطری متناسب با طول موج تابش با دقت قرارگیری به اندازه کافی بالا امکان پذیر است. متخصصان شرکت "جنرال الکتریک" (ایالات متحده آمریکا) محاسبه کردند که حفاری لیزری حفره ها در مقایسه با پردازش پرتو الکترونی از رقابت اقتصادی بالایی برخوردار است. در حال حاضر، لیزرهای حالت جامد عمدتاً برای حفاری سوراخ ها استفاده می شود. آنها نرخ تکرار پالس تا 1000 هرتز و توان را در حالت پیوسته از 1 تا 103 وات، در حالت پالس تا صدها کیلووات و در حالت سوئیچ Q تا چندین مگاوات ارائه می‌دهند. برخی از نتایج پردازش توسط چنین لیزرهایی در جدول آورده شده است.

	ضخامت، میلی متر	قطر سوراخ، میلی متر	مدت زمان حفاری	انرژی لیزر،
		ورودی	تعطیلات آخر هفته
فولاد ضد زنگ				10 تکانه
فولاد نیکل
تنگستن
مولیبدن

حفاری مواد غیر فلزی

حفاری سوراخ یکی از اولین حوزه های فناوری لیزر است. ابتدا، آزمایش‌کنندگان با سوزاندن سوراخ‌ها در مواد مختلف، از آنها برای تخمین انرژی تابش پالس‌های لیزر استفاده کردند. در حال حاضر، فرآیند حفاری لیزری در حال تبدیل شدن به یک جهت مستقل از فناوری لیزر است. موادی که با استفاده از پرتو لیزر حفاری می شوند شامل غیر فلزات مانند الماس، سنگ یاقوت، فریت، سرامیک و غیره می باشد که در آنها حفاری سوراخ با روش های مرسوم دشواری خاصی دارد یا بی اثر است. با استفاده از پرتو لیزر، می توانید سوراخ هایی با قطرهای مختلف سوراخ کنید. برای این عملیات از دو روش زیر استفاده می شود. در روش اول، پرتو لیزر در امتداد یک کانتور مشخص حرکت می کند و شکل سوراخ با مسیر حرکت نسبی آن تعیین می شود. در اینجا، یک فرآیند برش انجام می شود که در آن منبع گرما با سرعت معینی در یک جهت معین حرکت می کند: در این مورد، به عنوان یک قاعده، از لیزرهای موج پیوسته و همچنین لیزرهای پالسی که با افزایش نرخ تکرار پالس کار می کنند، استفاده می شود. .

در روش دوم که روش پروجکشن نامیده می شود، سوراخ پردازش شده شکل پرتو لیزر را تکرار می کند که با استفاده از یک سیستم نوری می توان هر مقطعی را به آن داد. روش پروجکشن حفاری سوراخ نسبت به روش اول مزایایی دارد. بنابراین، اگر یک دیافراگم (ماسک) در مسیر تیر قرار داده شود، به این ترتیب می توان قسمت جانبی آن را قطع کرد و یک توزیع نسبتاً یکنواخت شدت در سطح مقطع تیر به دست آورد. به همین دلیل، مرز ناحیه تحت تابش تیزتر است، مخروط سوراخ کاهش می یابد و کیفیت بهبود می یابد.

تعدادی تکنیک وجود دارد که به شما امکان می دهد بخشی از مواد مذاب را از سوراخ در حال پردازش انتخاب کنید. یکی از آنها ایجاد فشار اضافی توسط هوای فشرده یا گازهای دیگر است که با استفاده از یک نازل کواکسیال با تابش لیزر به منطقه حفاری وارد می شود. این روش برای حفاری سوراخ هایی با قطر 0.05-0.5 میلی متر در صفحات سرامیکی تا ضخامت 2.5 میلی متر با استفاده از لیزر CO2 که در حالت پیوسته کار می کند، استفاده شد.

حفاری سوراخ در سرامیک های سخت کار آسانی نیست: روش معمولی به ابزار الماسی نیاز دارد، در حالی که سایر روش های موجود به دلیل اندازه سوراخ در قطر برابر با دهم میلی متر دشوار است. این مشکلات به ویژه زمانی قابل توجه است که ضخامت صفحه ای که باید ماشین کاری شود بیشتر از قطر سوراخ باشد. نسبت عمق سوراخ (ضخامت مواد) به قطر آن معیاری برای کیفیت به دست آوردن سوراخ های نازک است. با حفاری معمولی 2:1 و با روش اولتراسونیک که در حفاری سرامیک و سایر مواد نسوز استفاده می شود، حدود 4:1 است.

روش حفاری لیزری این دسته از مواد به شما این امکان را می دهد که بهترین نسبت را با دقت بسیار بالا در قرار دادن سوراخ و زمان نسبتاً کمتری بدست آورید. بنابراین، برای حفاری لیزری سرامیک های آلومینا پلی کریستالی با چگالی بالا، از لیزر یاقوتی با انرژی پالس 1.4 ژول، عدسی متمرکز با فاصله کانونی 25 میلی متر بر روی سطح دیسک و ارائه چگالی توان حدود 4 استفاده شد. -106 W/cm2. به طور متوسط، 40 پالس با سرعت تکرار 1 هرتز برای سوراخ کردن یک دیسک سرامیکی با ضخامت 3.2 میلی متر مورد نیاز بود. مدت زمان پالس لیزر 0.5 میلی ثانیه بود. سوراخ های به دست آمده دارای یک مخروط با قطر حدود 0.5 میلی متر در ورودی و 0.1 میلی متر در خروجی بودند. مشاهده می شود که نسبت عمق به قطر متوسط ​​سوراخ حدود 11:1 است که بسیار بیشتر از نسبت مشابه برای سایر روش های حفاری سوراخ است. برای مواد ساده، این نسبت برای حفاری لیزری می تواند 50:1 باشد.

برای حذف محصولات احتراق و فاز مایع از ناحیه حفاری، دمیدن با هوا یا گازهای دیگر استفاده می شود. دمیدن محصول کارآمدتر زمانی اتفاق می افتد که دمیدن از سمت جلو و خلاء از سمت عقب نمونه با هم ترکیب شوند. طرح مشابهی برای حفر سوراخ در سرامیک تا ضخامت 5 میلی متر استفاده شد. با این حال، حذف موثر فاز مایع در این مورد تنها پس از تشکیل یک سوراخ رخ می دهد.

روی میز. شکل 7 پارامترهای سوراخ ها در برخی مواد غیر فلزی و حالت های پردازش آنها را نشان می دهد.

مواد	پارامترهای سوراخ	حالت پردازش
	قطر، میلی متر	عمق، میلی متر	نسبت عمق به قطر	انرژی، جی	مدت زمان نبض	چگالی شار، W/cm2	تعداد پالس در هر سوراخ
سرامیک

حفاری لیزری سوراخ در سطوح سخت

حفاری لیزری سوراخ ها با فرآیندهای فیزیکی مانند گرم کردن، تبخیر و ذوب مواد مشخص می شود. فرض بر این است که عمق سوراخ در نتیجه تبخیر افزایش می یابد و قطر آن در نتیجه ذوب شدن دیواره ها و جابجایی مایع توسط فشار بخار اضافی افزایش می یابد.

برای به دست آوردن سوراخ های دقیق با تحمل حدود 2 میکرومتر، از لیزرهایی با پالس های بسیار کوتاه در محدوده ns و ps استفاده می شود. به شما امکان می دهد قطر سوراخ را در یک سطح معین کنترل کنید، به عنوان مثال. منجر به گرم شدن و ذوب شدن دیواره های مسئول رشد قطر سوراخ نمی شود، بلکه منجر به تبخیر مواد از فاز جامد می شود. همچنین استفاده از لیزرهایی با محدوده پالس ns و ps می تواند حضور فاز مایع جامد شده را در سطوح جانبی سوراخ به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

در حال حاضر چندین روش برای اجرای حفاری سوراخ لیزری وجود دارد: در حفاری تک پالس از یک پالس استفاده می شود که در نتیجه سوراخ ایجاد می شود. از مزایای این روش می توان به سرعت اشاره کرد. معایب انرژی پالس بالا، ضخامت کم و شکل متعارف سوراخ به دلیل کاهش انتقال انرژی حرارتی با افزایش عمق سوراخ.

در حفاری ضربه ای، یک سوراخ توسط چندین پالس لیزر با مدت زمان و انرژی کوتاه ایجاد می شود.

مزایا: توانایی ایجاد یک سوراخ عمیق تر (حدود 100 میلی متر)، برای به دست آوردن سوراخ هایی با قطر کوچک. عیب این روش طولانی تر بودن فرآیند حفاری است.

حفاری سوراخ تحت تأثیر چندین پالس لیزری رخ می دهد. ابتدا چکش لیزری سوراخ اولیه را سوراخ می کند. سپس سوراخ اولیه را با حرکت چندین بار در طول مسیر دایره ای رو به افزایش روی قطعه کار بزرگ می کند. بیشتر مواد مذاب در جهت رو به پایین از سوراخ خارج می شوند. حفاری پیچشی، بر خلاف حفاری هسته، شامل ایجاد سوراخ شروع نمی شود. لیزر در حال حاضر از اولین پالس ها در امتداد یک مسیر دایره ای از طریق مواد حرکت می کند. با این حرکت مقدار زیادی از مواد بالا می رود. با حرکت مانند یک پلکان مارپیچ، لیزر سوراخ را عمیق تر می کند. پس از عبور لیزر از مواد، می توان چند دور دیگر را انجام داد. آنها طوری طراحی شده اند که سطح زیرین سوراخ را باز کرده و لبه ها را صاف کنند. حفاری پیچشی سوراخ های بسیار بزرگ و عمیق با کیفیت بالا ایجاد می کند. مزایا: به دست آوردن سوراخ های بزرگ و عمیق با کیفیت بالا.

مزایای حفاری لیزری: امکان به دست آوردن سوراخ های کوچک (کمتر از 100 میکرون)، نیاز به سوراخ کردن با زاویه، حفاری سوراخ در مواد بسیار سخت، امکان به دست آوردن سوراخ هایی که گرد نیستند، بهره وری بالا در فرآیند، اثر حرارتی کم بر روی مواد (گرمایش با کاهش مدت زمان پالس کاهش می یابد)، روشی غیر تماسی که امکان حفاری مواد شکننده (الماس، چینی، فریت، کریستال یاقوت کبود، شیشه)، اتوماسیون بالای فرآیند، خدمات طولانی را فراهم می کند. عمر و ثبات فرآیند

این کار به جستجوی حالت‌های بهینه حفاری لیزری سوراخ‌ها بر روی سطوح سخت مختلف اختصاص دارد.

برای آزمایش‌ها، از لیزر Nd:YAG پالس مادون قرمز با طول موج 1064 نانومتر استفاده شد. با حداکثر توان لیزر 110 وات، نرخ تکرار پالس 10 کیلوهرتز و مدت زمان پالس 84 ns، سوراخ‌های این کار با حفاری ضربه‌ای به دست آمد. در حین حفاری لیزری، قدرت تابش لیزر از 3.7 وات تا 61.4 وات متغیر بود، قطر نقطه لیزر روی سطح نمونه از 2 میلی متر تا 4 میلی متر متغیر بود.

حفاری لیزری حفره ها بر روی سطوح جامد زیر انجام شد: پلاستیک (زرد)، فیبر کربن، آلومینیوم، به ضخامت 1.22.3 میلی متر. سوراخ حفاری لیزری فلز

کیفیت حفاری لیزری یک سطح به طور قابل توجهی تحت تأثیر پارامترهای زیر است: میانگین توان لیزر، قطر نقطه لیزر روی سطح نمونه، خواص فیزیکی مواد (ضریب جذب تابش لیزر توسط سطح، دمای ذوب)، طول موج تابش لیزر، مدت زمان پالس و روش حفاری لیزری (تک پالس، حفاری ضربه ای و غیره).

جدول 1 حالت های حفاری لیزری را بر روی سطوح مختلف سخت نشان می دهد.

روش های حفاری لیزری سوراخ بر روی سطوح مختلف

حفاری لیزری با افزایش شکنندگی مشخص می شود

حفاری لیزریبه طور گسترده برای به دست آوردن سوراخ ها نه تنها در مواد سخت و فوق سخت، بلکه در موادی که با افزایش شکنندگی مشخص می شوند، استفاده می شود.

برای حفاری لیزری سوراخدر حال حاضر، آنها از نصب Kvant-11 استفاده می کنند که بر اساس لیزر پالسی YAG-Nd ایجاد شده است. جوشکاری لیزری نیز بر اساس عمل تابش لیزر پالسی متمرکز است. علاوه بر این، هر دو جوش درز و نقطه استفاده می شود.

فرآیندهای اصلی در لیزر حفاری مواد غیر فلزی، و همچنین در حین برش، گرما، ذوب و تبخیر از ناحیه تابش لیزر است. برای اطمینان از این فرآیندها، لازم است چگالی توان 106 - 107 W / cm2 ایجاد شده توسط سیستم نوری در نقطه کانونی وجود داشته باشد. در این حالت، سوراخ به دلیل تبخیر مواد در عمق رشد می کند. همچنین ذوب دیواره ها و بیرون ریختن کسر مایع ایجاد شده توسط فشار بخار اضافی وجود دارد.در صنعت فعلی در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود. حفاری لیزری سوراخ در الماس، ارائه دقت و کنترل بالا بر ایجاد سوراخ در فرآیند حفاری.

حفاری سوراخ با مته های فلزی با قطر کمتر از 0 25 میلی متر یک کار عملی دشوار است، در حالی که حفاری لیزریاجازه می دهد تا سوراخ هایی با قطر متناسب با طول موج تابش به دست آورید، با دقت کافی در قرارگیری.

از آزمایش‌ها مشخص شده است که ویژگی‌های فنی و ویژگی‌های برش لیزری دقیق صفحات فلزی نازک به طور کلی توسط همان شرایط و عواملی که ویژگی‌های فنی فرآیندها تعیین می‌شود، تعیین می‌شود. حفاری لیزری چند پالس . عرض متوسط ​​یک برش ورقه در صفحات فلزی نازک معمولاً 30 تا 50 میکرون در کل طول نمونه است، دیواره های آنها تقریباً موازی هستند، سطح دارای عیوب بزرگ و آخال های خارجی نیست. یکی از ویژگی های برش با تابش پالسی امکان به اصطلاح اثر کانالیزاسیون است. این اثر در حباب یک پرتو کیفی (پراش) به کانالی که توسط پالس های قبلی با استفاده از بازتاب مجدد از دیواره آن تشکیل شده است، بیان می شود. تشکیل یک کانال جدید پس از جابجایی کل پرتو پراش فراتر از خطوط قبلی شروع می شود. این فرآیند زبری محدود کننده دیوار برش را تعیین می کند و می تواند با جبران ناپایداری الگوی جهت در حین ماشینکاری چند پاس، دقت برش را تثبیت کند. در این مورد، زبری لبه های برش معمولاً از 4-5 میکرومتر تجاوز نمی کند که می تواند کاملاً رضایت بخش در نظر گرفته شود.

لیزرها همچنین عملیاتی را انجام می‌دهند که بر اساس استاندارد، قالب‌های مصرف‌شده را به قطر بزرگ‌تر بعدی برمی‌گردانند. اگر در حین حفاری مکانیکی این عملیات حدود 20 ساعت طول کشید، پس با حفاری لیزری تنها به چند ده پالس نیاز دارد. کل فاصله زمانی حدود 15 دقیقه برای خشن کردن یک قالب است.

حفاری سوراخ شاید یکی از اولین حوزه های فناوری لیزر باشد. فرآیند در حال حاضر است حفاری لیزری به یک جهت مستقل از فناوری لیزر تبدیل می شود و سهم قابل توجهی را در صنعت داخلی و خارجی به خود اختصاص می دهد. موادی که با استفاده از پرتو لیزر حفاری می شوند شامل غیر فلزات مانند الماس، سنگ یاقوت، فریت، سرامیک و غیره می باشد که در آنها حفاری سوراخ با روش های مرسوم دشواری خاصی دارد یا بی اثر است.

با این حال، هنگام حفاری سوراخ در مواد ضخیم، پالس های تکی با انرژی بالا ترجیح داده می شوند. دیافراگم جریان لیزر به دست آوردن حفره های شکلی را ممکن می کند، اما این روش بیشتر در پردازش لایه های نازک و مواد غیر فلزی استفاده می شود. در این مورد، بهچه زمانی لحفاری لیزری تولید شده در ورق های نازک با ضخامت کمتر از 0.5 میلی متر، فرآیند یکپارچه سازی وجود دارد، به این معنا که سوراخ هایی با قطر 0.001 تا 0.2 میلی متر در تمام فلزات با توان های نسبتاً کم ایجاد می شود. در ضخامت های زیاد، مطابق شکل. 83، یک غیر خطی به دلیل اثر غربالگری ظاهر می شود.

حتی قبلاً نیز اشاره شد که استفاده از PCB های انعطاف پذیر باعث افزایش قابلیت اطمینان آنها می شود، زمان مونتاژ دستگاه ها را صدها ساعت کاهش می دهد و در مقایسه با استفاده از PCB های صلب در MEA 2 تا 4 برابر حجم و جرم افزایش می دهد. . اکنون ترمز از قبل موجود در توسعه نرم افزارهای انعطاف پذیر، یعنی محافظه کاری شناخته شده طراحانی که به کار با نرم افزارهای معمولی عادت کرده اند، را می توان مرحله ای گذرانده در نظر گرفت. در این حالت کار کاهش تنش های مکانیکی بین PCB و LSI نصب شده روی آن در نگهدارنده کریستال تسهیل می شود و همچنین امکان بدست آوردن حفاری لیزری حفره های مینیاتوری با قطر 125 میکرون (به جای 800 میکرون در PCB های معمولی) برای سوئیچینگ بین لایه ها با پر کردن مداوم آنها با مس. در نهایت، PCB پلی‌آمید انعطاف‌پذیر شفاف است و امکان بازرسی بصری همه اتصالات لحیم کاری در هر لایه را در شرایط روشنایی با دقت انتخاب شده فراهم می‌کند.

نتیجه

در پایان، من می خواهم در مورد برخی از مسائل کلی در مورد معرفی فناوری های لیزر در تولید مدرن صحبت کنم.

اولین مرحله در ایجاد یک تاسیسات تکنولوژیکی لیزر، توسعه یک کار فنی است. در بسیاری از موارد، مشتریان سعی می کنند آن را ایمن کنند و ویژگی هایی را در آن قرار دهند که بسیار فراتر از نیازهای واقعی تولید است. در نتیجه، هزینه تجهیزات 30-50٪ افزایش می یابد. به طور متناقض، دلیل این امر، به عنوان یک قاعده، هزینه نسبی بالای سیستم های لیزر است. بسیاری از رهبران کسب و کار اینگونه فکر می کنند:

"... اگر تجهیزات گران قیمت جدیدی بخرم ، از نظر مشخصات باید از استانداردهای مورد نیاز در حال حاضر فراتر رود ، "شاید" روزی برای من مفید باشد ...". در نتیجه هیچ گاه از قابلیت های بالقوه تجهیزات استفاده نمی شود و زمان بازپرداخت آن افزایش می یابد.

نمونه ای از چنین رویکردی، انتقال از علامت گذاری مکانیکی قطعات به علامت گذاری لیزری است. معیارهای اصلی علامت گذاری کنتراست کتیبه و مقاومت در برابر سایش است. کنتراست با نسبت عرض و عمق خط حکاکی تعیین می شود. حداقل عرض خط برای حکاکی مکانیکی تقریباً 0.3 میلی متر است. برای به دست آوردن یک کتیبه متضاد، عمق آن باید حدود 0.5 میلی متر باشد. بنابراین، در بسیاری از موارد، هنگام تنظیم شرایط مرجع برای نصب لیزر، این پارامترها در نظر گرفته می شود. اما عرض خط در هنگام حکاکی لیزری 0.01-0.03 میلی متر است، به ترتیب، عمق کتیبه را می توان 0.05 میلی متر، یعنی. یک مرتبه قدر کمتر از یک مرتبه مکانیکی. بنابراین، رابطه بین توان لیزر و زمان علامت گذاری را می توان در رابطه با هزینه سیستم بهینه کرد. در نتیجه هزینه نصب لیزر و در نتیجه زمان بازگشت آن کاهش می یابد.

معرفی فناوری های لیزری در بسیاری از موارد این امکان را فراهم می کند که مشکلات "قدیمی" با روش های اساساً جدید حل شود. یک مثال کلاسیک از آن استفاده از کتیبه های محافظ، مارک ها و غیره است. روی محصولات برای محافظت در برابر جعل قابلیت های فناوری لیزر، شناسایی کتیبه امنیتی را با یک خط در کتیبه ممکن می سازد. توانایی استفاده از روش های رمزنگاری به شما امکان می دهد محافظت "پویا" را در برابر تقلبی ها اجرا کنید. در حین ذخیره نقشه کلی، پس از مدت زمان معینی، برخی از عناصر که فقط توسط کارشناسان و یا تجهیزات خاص قابل تشخیص هستند، تغییر می کنند. دست نیافتنی برای روش های جعل مکانیکی امکان ایجاد یک تاقچه کوچک (3-10 میکرون) از انتشار فلزات در لبه های خط حکاکی با لیزر است. استفاده پیچیده از چنین تکنیک هایی احتمال جعل را به حداقل می رساند و آن را از نظر اقتصادی بی سود می کند.

معرفی فناوری‌های لیزری در این مرحله از توسعه فناوری (گذر از سرمایه‌داری «وحشی» به تولید عادی) تنها یکی از گزینه‌های آغاز شکل‌گیری چیزی است که تولید با فناوری پیشرفته نامیده می‌شود. آن شرکت های کوچکی که از چندین نوع از این نوع سیستم های لیزری استفاده می کنند، قانون دیالکتیک گذار از کمیت به کیفیت را تایید کرده اند. تجهیزات جدید به روش های اساسی نگهداری آن نیاز دارند، به عنوان یک قاعده، که شامل توجه بیشتر کارکنان و حفظ "پاکیزگی" در اتاقی است که در آن قرار دارد. آن ها انتقال به سطح کیفی جدیدی از فرهنگ تولید وجود دارد. در همان زمان، تعداد کارکنان معمولا کاهش می یابد و رهبران کسب و کار شروع به رسیدگی به مسائل سازماندهی کار نه یک "تیم کارگری"، بلکه بهینه سازی کار یک شرکت می کنند که در آن کارکنان تنها بخشی جدایی ناپذیر از فناوری هستند. روند. صرف نظر از اینکه در آینده از فناوری لیزر در این تولید استفاده خواهد شد یا خیر، تجربه به دست آمده و فرهنگ شکل گرفته در جایی از بین نمی رود. این همان چیزی است که ناظران بیرونی معمولاً آن را یک انقلاب فناوری یا علمی و فناوری می نامند، اگرچه در واقع یک فرآیند تکاملی عادی است. تاریخچه توسعه بسیاری از شرکت های بزرگ فناوری نشان می دهد که در مقطعی از زمان در مراحل اولیه توسعه، همه دارای یک مرحله گذار مشابه بوده اند. ممکن است این اتفاق بیفتد که ما در حال حاضر در مرحله ای از توسعه فناوری هستیم که در آن سرمایه گذاری های نسبتاً کوچک در فناوری های جدید در حال حاضر منجر به بازدهی بزرگ در آینده می شود. در هم‌افزایی، علم سیستم‌های خودسازمان‌دهی، چنین وضعیتی تابع قانون «پروانه» است (R. Bradbury «And Thunder Rang…»)، که فرآیندی را توصیف می‌کند که تغییرات کوچک در گذشته یا حال منجر به پیامدهای جهانی شود. در آینده.

فهرست ادبیات استفاده شده

1. Rykalin N.N. پردازش لیزری مواد. M., Mashinostroenie, 1975, 296 p.

2. Grigoryants A.G.، Shiganov I.N.، Misyurov A.I. فرآیندهای تکنولوژیکی پردازش لیزری: Proc. کتابچه راهنمای دانشگاه ها / ویرایش. A.G. گریگوریانتز. - M.: انتشارات MSTU im. N.E. باومن، 2006. -664 ص.

3. کریلوف K.I.، Prokopenko V.T.، Mitrofanov A.S. استفاده از لیزر در مهندسی مکانیک و ساخت ابزار. - ل.، مهندسی مکانیک. لنینگراد بخش، 1978، 336 ص.

میزبانی شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

توسعه دستگاهی برای حفاری سوراخ در ستون فقرات یک بلوک کتابی از مواد چاپی. تجزیه و تحلیل تجهیزات موجود برای حفاری سوراخ ها، کاستی های آن. توسعه طرح تکنولوژیکی دستگاه و طراحی سر حفاری.

پایان نامه، اضافه شده در 2010/07/29


مراحل توسعه ابزاری برای حفاری سوراخ در قطعات: قرار دادن قطعه کار در یک صفحه افقی روی سطح، انتخاب تجهیزات برای فرآیند تکنولوژیکی، محاسبه شرایط برش، خطاهای ساخت و دقت ثابت.

مقاله ترم، اضافه شده در 2010/11/16


مبانی تکنولوژیکی فرآیند حفاری سوراخ ها. انواع ماشین آلات و اجزای اصلی آنها. تاثیر مواد و عناصر هندسی مته. تغییر پارامترهای هندسی قسمت برش مته ها. حالت های اصلی عملیات تکمیل برای ساخت مته.

پایان نامه، اضافه شده در 2011/09/30


تاریخچه ماشین آلات برش فلز. هدف از حفاری عملیات به دست آوردن سوراخ در مواد مختلف در طول فرآوری آنها است که هدف از آن ایجاد سوراخ هایی برای رزوه کشی، ریمینگ، ریمینگ است. انواع اصلی کشش

ارائه، اضافه شده در 10/05/2016


مشکلات اصلی سوراخ های پردازش. تنظیم گزینه ها برای عملیات حفاری عمیق. توابع سیال روان کننده، روش های تامین آن. انواع حفاری عمیق. تشکیل تراشه رضایت بخش و حذف آن از سوراخ.

راهنمای آموزشی، اضافه شده در 12/08/2013


شرح عملیات فن آوری - حفاری و ریمینگ برای به دست آوردن سوراخ در جزئیات "صفحه هادی". انتخاب ماشین ابزار برای پردازش آن. اصل عملکرد و محاسبه آن برای دقت. تعیین شرایط برش و نیروی گیره.

مقاله ترم، اضافه شده در 1392/01/17


تشکیل سوراخ در فلز جامد با حفاری، دقت پردازش آنها، مجموعه ای از ابزار. کلاس زبری سطح حالت‌های حفاری، غرق‌کردن، دور زدن. توسعه یک طرح بستن قطعات؛ محاسبه خطای پایه و نیروی گیره.

کارهای آزمایشگاهی، اضافه شده در 1393/10/29


حفاری، ریمینگ، متقابل و سوراخکاری در قطعات بزرگ و سنگین. درجات مواد توصیه شده برای کاشت برش، ویژگی های آنها. محاسبه حالت برش برای ساخت چرخش طولی یک شفت فولادی.

کار کنترل، اضافه شده در 11/21/2010


تکنولوژی لیزر اصل عملکرد لیزرها. ویژگی های اساسی پرتو لیزر تک رنگی تابش لیزر. قدرت او. حرکت غول پیکر. استفاده از پرتو لیزر در صنعت و فناوری، پزشکی. هولوگرافی.

چکیده، اضافه شده در 23/11/2003


حفاری فرآیند ایجاد سوراخ در مواد جامد با ابزاری به نام مته است. تعیین عوامل اصلی مؤثر بر دقت فرآیند فن آوری، حرکات موجود: جهت دهی چرخشی و انتقالی.

فناوری های لیزری می توانند نقش مهمی را در پردازش صنعتی مواد ایفا کنند. آنها با موفقیت برش، جوشکاری، حفاری، ماشینکاری سطح حرارتی، خط کشی و سایر عملیات را انجام می دهند. از مزایای این کار می توان به بهره وری بالاتر، کیفیت عالی، منحصر به فرد بودن عملیات انجام شده در مکان های دور از دسترس یا سطوح بسیار کوچک اشاره کرد. سیستم های خودکار برای موقعیت یابی و فوکوس مجموعه های لیزری، کاربرد آنها را کارآمدتر می کند و سهولت کار، پیش شرط هایی را برای پیاده سازی گسترده آنها در فرآیندهای تولید ایجاد می کند.

S.N. کولپاکوف، A.A. پذیرش - پذیرفته شدن،
LLC "Alt laser"، خارکف

در حال حاضر، لیزر تعدادی از عملیات تکنولوژیکی را با موفقیت انجام می دهد، در درجه اول مانند برش، جوشکاری، حفاری، عملیات حرارتی سطح، خط کشی، علامت گذاری، حکاکی و غیره، و در برخی موارد مزیت هایی را نسبت به سایر انواع پردازش ارائه می دهد. بنابراین، حفاری سوراخ‌ها در مواد می‌تواند سریع‌تر تکمیل شود و خط‌کشی مواد غیر مشابه کامل‌تر است. علاوه بر این، برخی از انواع عملیات که قبلاً به دلیل افزایش شدت کار غیرممکن بود، با موفقیت زیادی انجام می شود. به عنوان مثال، جوش مواد و حفاری سوراخ ها را می توان از طریق شیشه در خلاء یا فضایی از گازهای مختلف انجام داد.

پردازش مواد صنعتی به یکی از حوزه هایی تبدیل شده است که لیزر در آن بیشترین کاربرد را دارد. قبل از ظهور لیزر، منابع اصلی گرما برای پردازش تکنولوژیکی یک مشعل گاز، یک تخلیه قوس الکتریکی، یک قوس پلاسما و یک پرتو الکترونی بود. با ظهور لیزرهایی که انرژی بالایی ساطع می کنند، امکان ایجاد چگالی شار نور بالا در سطح تحت درمان وجود داشت. نقش لیزرها به عنوان منابع نوری که در حالت‌های پالس پیوسته، پالسی یا غول‌پیکر کار می‌کنند این است که سطح ماده پردازش‌شده را با چگالی توان کافی برای گرم کردن، ذوب یا تبخیر آن، که اساس فناوری لیزر هستند، فراهم کنند.

در حال حاضر، لیزر تعدادی از عملیات تکنولوژیکی را با موفقیت انجام می دهد، در درجه اول مانند برش، جوشکاری، سوراخ کاری، عملیات حرارتی سطح، خط کشی، علامت گذاری، حکاکی و غیره، و در برخی موارد مزایایی را نسبت به سایر انواع پردازش ارائه می دهد. بنابراین، حفاری سوراخ‌ها در مواد می‌تواند سریع‌تر تکمیل شود و خط‌کشی مواد غیر مشابه کامل‌تر است. علاوه بر این، برخی از انواع عملیات که قبلاً به دلیل دسترسی دشوار غیرممکن بود، با موفقیت زیادی انجام می شود. به عنوان مثال، جوش مواد و سوراخ کردن سوراخ ها را می توان از طریق شیشه در خلاء یا اتمسفر گازهای مختلف انجام داد.

کلمه "لیزر" از حروف اولیه عبارت انگلیسی Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation تشکیل شده است که به روسی ترجمه شده است: تقویت نور با انتشار تحریک شده. . به طور کلاسیک، اتفاق افتاد که هنگام توصیف فناوری های پردازش مواد لیزری، توجه اصلی فقط به خود لیزرها، اصول عملکرد و پارامترهای فنی آنها می شود. با این حال، برای اجرای هر فرآیند پردازش ابعادی لیزری مواد، علاوه بر لیزر، به یک سیستم متمرکز کننده پرتو، دستگاهی برای کنترل حرکت پرتو در امتداد سطح قطعه کار یا دستگاهی برای جابجایی قطعه نیز نیاز است. محصول نسبت به پرتو، سیستم دمش گاز، سیستم های هدایت نوری و موقعیت یابی، فرآیندهای نرم افزاری کنترل برش لیزری، حکاکی و غیره. پارامترهای خود لیزر برای مثال، برای علامت گذاری یاتاقان های با قطر کمتر از 10 میلی متر یا جوش لیزری نقطه ای دقیق، زمان صرف شده برای قرار دادن محصول و فوکوس یک یا دو مرتبه بزرگی (زمان علامت گذاری یاتاقان) از زمان حکاکی یا جوش بیشتر می شود. تقریباً 0.5 ثانیه است). بنابراین، بدون استفاده از سیستم های موقعیت یابی و فوکوس خودکار، استفاده از سیستم های لیزری در بسیاری از موارد از نظر اقتصادی بی فایده می شود. قیاس سیستم های لیزر با اتومبیل ها نشان می دهد که لیزر به عنوان یک موتور عمل می کند. موتور هرچقدر هم خوب باشه ولی بدون چرخ و هر چیز دیگه ماشین نمیره.

یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب سیستم های فناوری لیزر، سهولت تعمیر و نگهداری آنها است. همانطور که عمل نشان داده است، اپراتورها صلاحیت پایینی برای خدمات رسانی به چنین تجهیزاتی دارند. یکی از دلایل این امر این است که سیستم های لیزری در بیشتر موارد برای جایگزینی فرآیندهای تکنولوژیکی قدیمی (نشانه گذاری شوک و شیمیایی محصولات، حکاکی مکانیکی، جوش دستی، علامت گذاری دستی و غیره) نصب می شوند. رؤسای شرکت هایی که تولید خود را مدرن می کنند ، به عنوان یک قاعده ، به دلایل اخلاقی ، تجهیزات قدیمی را با تجهیزات جدید جایگزین می کنند ، پرسنل خدمات قدیمی (به معنای واقعی کلمه و مجازی) را ترک می کنند. بنابراین، برای معرفی سیستم‌های تکنولوژیکی لیزر به تولید تحت شرایط اولیه توسعه آن (در جمهوری‌های پس از شوروی)، لازم است بالاترین سطح ممکن اتوماسیون و سهولت آموزش فراهم شود. ما نباید این واقعیت را نادیده بگیریم که حقوق پرسنل غیر ماهر کمتر از یک متخصص آموزش دیده است. بنابراین، خرید تجهیزات پیچیده با امکان سهولت تعمیر و نگهداری مقرون به صرفه تر از دعوت از پرسنل مجرب است.

بنابراین، وظیفه استفاده از فناوری های لیزر در تولید مدرن نه تنها باید از نقطه نظر پارامترهای فنی خود لیزر، بلکه با در نظر گرفتن ویژگی های تجهیزات و نرم افزارهایی که امکان استفاده از ویژگی های خاص لیزر را فراهم می کند، در نظر گرفت. لیزر برای حل یک مشکل تکنولوژیکی خاص.

هر سیستم لیزری طراحی شده برای پردازش ابعادی مواد با پارامترهای زیر مشخص می شود:

• سرعت پردازش (برش، حکاکی و غیره)؛
• وضوح؛
• دقت پردازش؛
• اندازه زمین کار؛
• طیف وسیعی از مواد پردازش (فلزات آهنی، فلزات غیر آهنی، چوب، پلاستیک و غیره)؛
• طیف وسیعی از اندازه ها و وزن محصولات در نظر گرفته شده برای پردازش؛
• پیکربندی محصول (به عنوان مثال، حکاکی روی سطوح صاف، استوانه ای، موج دار)؛
• زمان لازم برای تغییر وظایف انجام شده (تغییر الگوی حکاکی، پیکربندی خط برش، تغییر مواد پردازش و غیره)؛
• زمان نصب و موقعیت یابی محصول؛
• پارامترهای شرایط محیطی (محدوده دما، رطوبت، محتوای گرد و غبار) که در آن سیستم می تواند کار کند.
• الزامات برای صلاحیت پرسنل خدماتی.

بر اساس این پارامترها، نوع لیزر، دستگاه جاروب پرتو انتخاب می شود، طراحی بست محصول توسعه می یابد، سطح اتوماسیون سیستم به طور کلی، موضوع نیاز به نوشتن برنامه های تخصصی برای آماده سازی طراحی فایل ها، برش خطوط و غیره در حال تصمیم گیری است.

مشخصات فنی اصلی که ماهیت پردازش را تعیین می کند پارامترهای انرژی لیزر - انرژی، توان، چگالی انرژی، مدت زمان پالس، ساختارهای مکانی و زمانی تابش، توزیع فضایی چگالی توان تابش در نقطه کانونی، شرایط تمرکز، فیزیکی است. خواص مواد (بازتاب، خواص ترموفیزیکی، نقطه ذوب، و غیره).

حفاری لیزری سوراخ در فلزات

استفاده از لیزر به عنوان ابزار حفاری مزایایی دارد.

هیچ تماس مکانیکی بین ابزار حفاری و مواد و همچنین شکستگی و سایش مته ها وجود ندارد.

دقت قرار دادن سوراخ افزایش می یابد، زیرا از اپتیک های مورد استفاده برای فوکوس کردن پرتو لیزر نیز برای هدایت آن به نقطه مورد نظر استفاده می شود. سوراخ ها را می توان در هر جهتی جهت داد.

نسبت عمق به قطر حفاری بیشتر از سایر روش‌های حفاری است.

هنگام حفاری، و همچنین هنگام برش، خواص مواد در حال پردازش به طور قابل توجهی بر پارامترهای لیزر مورد نیاز برای انجام عملیات تأثیر می گذارد. حفاری توسط لیزرهای پالسی انجام می شود که هم در حالت آزاد با مدت زمان پالس 1 میکرو ثانیه و هم در حالت سوئیچ Q با مدت زمان چند ده نانوثانیه کار می کنند. در هر دو مورد، اثر حرارتی بر روی مواد، ذوب و تبخیر آن وجود دارد. سوراخ عمدتاً به دلیل تبخیر و قطر - به دلیل ذوب شدن دیواره ها و خروج مایع تحت فشار بخار اضافی ایجاد شده در عمق رشد می کند.

به طور معمول، سوراخ های عمیق با قطر مورد نظر با استفاده از پالس های لیزر کم انرژی تکراری به دست می آیند. در این حالت سوراخ هایی با مخروطی کوچکتر و کیفیت بهتر نسبت به سوراخ هایی که با انرژی بیشتر یک پالس به دست می آیند ایجاد می شود. استثنا مواد حاوی عناصری هستند که قادر به ایجاد فشار بخار بالا هستند. بنابراین، به دلیل محتوای بالای روی، جوش دادن برنج با تابش پالس لیزری بسیار دشوار است، با این حال، هنگام حفاری، برنج دارای مزایایی است، زیرا اتم های روی به طور قابل توجهی مکانیسم تبخیر را بهبود می بخشند.

از آنجایی که حالت چند پالس به دست آوردن حفره هایی با بهترین کیفیت با هندسه مطلوب و با انحراف جزئی از ابعاد مشخص شده امکان پذیر است، در عمل این حالت هنگام سوراخ کردن فلزات نازک و مواد غیرفلزی رایج شده است. با این حال، هنگام حفاری سوراخ در مواد ضخیم، پالس های تکی با انرژی بالا ترجیح داده می شوند. دیافراگم جریان لیزر به دست آوردن حفره های شکلی را ممکن می کند، اما این روش بیشتر در پردازش لایه های نازک و مواد غیر فلزی استفاده می شود. هنگامی که حفاری لیزری در ورقه های نازک با ضخامت کمتر از 0.5 میلی متر انجام می شود، فرآیند یکپارچه سازی وجود دارد که شامل این واقعیت است که سوراخ هایی با قطر 0.001 تا 0.2 میلی متر در تمام فلزات با توان نسبتاً کم ایجاد می شود.

سوراخ کردن فلزات را می توان در موارد مختلفی مورد استفاده قرار داد. بنابراین با کمک لیزرهای پالسی می توان تعادل دینامیکی قطعاتی که با سرعت بالا می چرخند انجام داد. عدم تعادل با ذوب موضعی حجم معینی از مواد انتخاب می شود. لیزر همچنین می تواند برای جا دادن اجزای الکترونیکی، یا از طریق تبخیر موضعی مواد یا با حرارت دادن عمومی استفاده شود. چگالی توان بالا، اندازه نقطه کوچک و مدت زمان پالس کوتاه، لیزر را به ابزاری ایده آل برای این کاربرد تبدیل کرده است.

لیزرهای مورد استفاده برای حفاری سوراخ در فلز باید چگالی توان پرتو متمرکزی در حدود 10 7 - 10 8 W/cm 2 ارائه دهند. حفاری سوراخ با مته های فلزی با قطر کمتر از 0.25 میلی متر یک کار عملی دشوار است، در حالی که حفاری لیزری به دست آوردن سوراخ هایی با قطری متناسب با طول موج تابش با دقت قرارگیری به اندازه کافی بالا امکان پذیر است. متخصصان شرکت "جنرال الکتریک" (ایالات متحده آمریکا) محاسبه کردند که حفاری لیزری حفره ها در مقایسه با پردازش پرتو الکترونی از رقابت اقتصادی بالایی برخوردار است (جدول 1). در حال حاضر، لیزرهای حالت جامد عمدتاً برای حفاری سوراخ ها استفاده می شود. آنها نرخ تکرار پالس تا 1000 هرتز و توان را در حالت پیوسته از 1 تا 10 3 وات، در حالت پالسی تا صدها کیلووات و در حالت سوئیچ Q تا چندین مگاوات ارائه می دهند. برخی از نتایج پردازش توسط چنین لیزرهایی در جدول آورده شده است. 2.

جوشکاری لیزری فلزات

جوشکاری لیزری در توسعه خود دو مرحله داشت. در ابتدا، جوش نقطه ای توسعه یافت. این با حضور لیزرهای حالت جامد پالسی قدرتمند در آن زمان توضیح داده شد. در حال حاضر در حضور لیزرهای پرقدرت گاز CO 2 و حالت جامد Nd:YAG که تابش پیوسته و پیوسته پالس ارائه می کنند، جوشکاری درز با عمق نفوذ تا چند میلی متر امکان پذیر است. جوشکاری لیزری مزایای زیادی نسبت به سایر انواع جوش دارد. در حضور یک چگالی شار نور بالا و یک سیستم نوری، نفوذ موضعی در یک نقطه معین با دقت بالا امکان پذیر است. این شرایط جوشکاری مواد را در مناطق صعب العبور، در یک محفظه خلاء یا پر از گاز با پنجره هایی در آن که در برابر تابش لیزر شفاف هستند، ممکن می سازد. به عنوان مثال، جوشکاری عناصر میکروالکترونیک در یک محفظه با اتمسفر گاز خنثی از اهمیت عملی خاصی برخوردار است، زیرا در این مورد هیچ واکنش اکسیداسیونی وجود ندارد.

جوشکاری قطعات در چگالی توان بسیار کمتری نسبت به برش صورت می گیرد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که در حین جوشکاری، فقط حرارت و ذوب مواد لازم است، یعنی چگالی توان مورد نیاز است که هنوز برای تبخیر شدید (10 5 -10 6 وات / سانتی متر مربع)، با مدت زمان پالس کافی نیست. حدود 10 -3 -10 -4 با. از آنجایی که تابش لیزر متمرکز بر ماده در حال پردازش یک منبع حرارت سطحی است، انتقال حرارت به عمق قطعات جوش داده شده به دلیل هدایت حرارتی انجام می شود و منطقه نفوذ در طول زمان با یک حالت جوشکاری به درستی انتخاب شده تغییر می کند. در صورت ناکافی بودن چگالی توان، نفوذ نکردن ناحیه جوش داده شده اتفاق می افتد و در صورت وجود چگالی توان بالا، تبخیر فلز و ایجاد سوراخ مشاهده می شود.

جوشکاری را می توان بر روی دستگاه برش لیزر گازی با توان کمتر و با استفاده از یک ضربه ضعیف گاز بی اثر به ناحیه جوش انجام داد. با توان لیزر CO 2 حدود 200 وات، جوشکاری فولاد تا ضخامت 0.8 میلی متر با سرعت 0.12 متر در دقیقه امکان پذیر است. کیفیت درز بدتر از پردازش پرتو الکترونی نیست. جوشکاری با پرتو الکترونی تا حدودی سرعت جوشکاری بالاتری دارد، اما در یک محفظه خلاء انجام می شود که باعث ناراحتی زیادی می شود و کل زمان هزینه های قابل توجهی را می طلبد.

روی میز. شکل 3 داده های مربوط به جوش لب به لب با لیزر CO 2 با توان 250 وات مواد مختلف را نشان می دهد.

در سایر توان های تابشی لیزر CO 2، داده های جوشکاری درز ارائه شده در جدول 1 به دست آمد. 4. هنگام جوشکاری با همپوشانی، لب به لب و گوشه، سرعت ها نزدیک به آنچه در جدول نشان داده شده است، با نفوذ کامل مواد جوش داده شده در ناحیه ضربه تیر بدست می آید.

سیستم های جوش لیزری قادر به جوشکاری فلزات غیرمشابه هستند که به دلیل کوچک بودن نقطه لیزر حداقل اثرات حرارتی ایجاد می کنند و همچنین سیم های نازک با قطر کمتر از 20 میکرون را به صورت سیم-سیم یا ورق سیم جوش می دهند.

ادبیات

1. کریلوف K.I.، Prokopenko V.T.، Mitrofanov A.S. استفاده از لیزر در مهندسی مکانیک و ساخت ابزار. - ل .: مهندسی مکانیک. لنینگراد بخش، 1978. - 336 ص.

2. Rykalin N.N. پردازش لیزری مواد. - M., Mashinostroenie, 1975. - 296 p.

ترکیب مخلوط بتن مورد استفاده در ساخت و ساز شامل مواد درشت دانه مانند سنگ خرد شده و شن است. علاوه بر این، سازه های بتنی تقویت می شوند. بنابراین، هنگام سوراخ کردن، ابزار باید بر موانع فلزی و سنگی غلبه کند. کیفیت سوراخ حفر شده در بتن به طور مستقیم به انتخاب صحیح ابزار و روش حفاری بستگی دارد.

حفاری خشک در بتن فرآیند ایجاد سوراخ بدون استفاده از آب یا هر خنک کننده دیگری است. تا به امروز، تصور روشی مطمئن تر، مطمئن تر و دقیق تر از حفاری سطوح بتنی با ابزارهای پوشش داده شده با الماس دشوار است. چنین حفاری توسط تاسیسات ویژه ای انجام می شود که به نوبه خود نیاز به مهارت های خاصی در کار با آنها دارد. بنابراین، برای کمک، بهتر است به متخصصانی مراجعه کنید که به خوبی می دانند چگونه این کار را سریع و کارآمد انجام دهند.

ابزار الماس به شما امکان می دهد سوراخ هایی با قطر 15 تا 1000 میلی متر و عمق تا 5 متر سوراخ کنید.

لیست کارهایی که با حفاری حل می شود بسیار گسترده است.

اساساً از حفاری الماس هنگام ایجاد سوراخ در سقف و دیوار برای موارد زیر استفاده می شود:

• لوله های گرمایش، تامین گاز، منبع تغذیه؛
• سیستم های ایمنی آتش سوزی؛
• سیستم های تهویه و تهویه مطبوع؛
• ارتباطات مختلف (اینترنت، تلفن و غیره)؛
• نصب نرده و نرده در راه پله؛
• نصب لنگرهای شیمیایی؛
• نصب تجهیزات برای استخرهای شنا.

به کمک فناوری حفاری الماس، امکان برش دهانه در سقف و دیوار نیز وجود دارد.برای مجاری تهویه، درها، پنجره ها و سایر نیازها در صورتی که امکان استفاده از تجهیزات ویژه برای برش بتن برای این کار وجود نداشته باشد.

فن آوری این روش در این واقعیت نهفته است که سوراخ هایی با قطر 130-200 میلی متر در امتداد محیط دهانه آینده حفر می شود. سپس لبه های دهانه با سوراخ کننده یا مخلوط سیمان و ماسه تراز می شوند. با وجود این واقعیت که این روش به زمان زیادی نیاز دارد، نتیجه عملاً با برش تفاوتی ندارد. این فناوری حفاری الماس افقی نامیده می شود.

حفاری بتن بدون ضربه

فناوری حفاری الماس بر اساس ویژگی منحصر به فرد الماس - سختی بی نظیر آن است. لبه برش ابزار حفاری با یک پوشش حاوی الماس، به اصطلاح "ماتریس" پوشانده شده است. در طول فرآیند حفاری، قطعات الماسی ابزار باعث تخریب محلی بدون ضربه در ناحیه برش می شود. همزمان با تخریب بتن، خود ماتریس ساییده می شود، اما از آنجایی که چند لایه است، دانه های الماس جدیدی روی سطح آن ظاهر می شود و لبه کار برای مدت طولانی تیز می ماند.

حفاری الماس یک مزیت بسیار مهم دارد - عدم وجود ضربه های سخت بر روی سطح بتن و سر و صدای غیر قابل تحمل. چنین ویژگی های مثبتی فناوری الماس را برای تعمیرات در آپارتمان های ساختمان های چند طبقه ضروری می کند. حفاری الماس باعث می شود از ایجاد ترک بر روی سطوح دیوارها جلوگیری شود که دیر یا زود منجر به از بین رفتن کامل ظرفیت باربری آنها ، کاهش سطح عایق حرارت و صدا و بدتر شدن ویژگی های استحکام می شود.

از آنجایی که در ساخت و ساز یکپارچه غیرممکن است که تمام سوراخ های تکنولوژیکی را از قبل برای نیازهای مختلف قرار دهید، حفاری با ابزار الماس تنها راه ایجاد دهانه در هنگام گذاشتن لوله ها برای گرمایش، تامین آب و سایر ارتباطات است. استفاده از چکش چکش برای چنین کارهایی نه تنها از نظر اقتصادی سودآور نیست، بلکه بسیار ناامن است، زیرا بارهای دینامیکی روی تسمه های تقویت کننده می تواند باعث ایجاد ترک در سطوح بتنی شود.

ابزارهای الماسی به دلیل مزیت آن به عنوان توانایی سوراخ کردن بتن با هر درجه ای از تقویت محبوبیت دارند.

حفاری الماس به دو صورت انجام می شود: با استفاده از آب که گرمای ابزار را کاهش می دهد و همچنین "خشک کردن". از نظر فن آوری، حفاری خشک بسیار ساده تر و در نتیجه راحت تر است. با کمک تاج های مخصوصی به نام «برش خشک» انجام می شود. سوراخ هایی در بدنه این روکش ها وجود دارد که باعث اتلاف گرما می شود و خطر تغییر شکل را کاهش می دهد.

بر خلاف مته های "مرط"، که در آن قطعات الماسی با لحیم کاری به سطح کار متصل می شوند، مته های خشک منحصراً با استفاده از جوش لیزری ساخته می شوند.

چرا جوشکاری لیزری قطعات الماس برای حفاری خشک بسیار مهم است؟ پاسخ بسیار ساده است: درجه حرارت در منطقه حفاری بدون استفاده از مایع خنک کننده بسیار سریع به 600 درجه می رسد.

این دما نقطه ذوب لحیم کاری معمولی است، بنابراین بخش لحیم شده با آن به سادگی پرواز می کند و در سوراخ باقی می ماند. برای ادامه کار، بخش باید از سوراخ خارج شود، زیرا نمی توان آن را سوراخ کرد. ابزاری با قطعات جوش لیزری قادر به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا است و در حین کار "بار" نمی شود.

Husqvarna یکی از اولین کسانی بود که ایده حفاری خشک در سطوح بتنی را مطرح کرد. او برای این روش یک آداپتور مخصوص با قابلیت اتصال به جاروبرقی توسعه داد.

جاروبرقی گرد و غبار ایجاد شده در حین حفاری را بیرون می کشد و در عین حال بیت را خنک می کند.. از آنجایی که آداپتور به پایه تاج متصل است، گرد و غبار مستقیماً در منطقه حفاری جمع می شود و در سراسر اتاق پخش نمی شود.

مزایای حفاری خشک

مزیت اصلی حفاری الماس خشک امکان استفاده از این روش در مواردی است که استفاده از خنک کننده آبی قابل قبول نیست. بعلاوه، دستگاه حفاری خشک را می توان در فضاهای نسبتا کوچک استفاده کرد. کارخانه فرآیند مرطوب فضای بسیار بیشتری را اشغال می کند، زیرا معمولاً مجهز به یک مخزن آب نسبتاً بزرگ است که برای خنک کردن ابزار استفاده می شود.

روش خشک حفاری سوراخ در بتن به ویژه زمانی که کار انجام می شود مهم است:

• در نزدیکی سیم کشی برق؛
• در تأسیساتی که آب وجود ندارد؛
• در اتاق هایی با روکش خوب؛
• با خطر آبگرفتگی اتاق های پایین تر.

متأسفانه روش خشک معایب زیادی دارد. اصلی ترین آن ناتوانی در کار با حداکثر کارایی و بار است. این به دلیل گرم شدن سریع بخش های الماس است که منجر به کاهش شدت منبع ابزار و خرابی سریع آن می شود. در روش خشک، فرآیند حفاری به صورت دوره‌ای قطع می‌شود تا ابزار با جریان‌های گرداب هوا خنک شود.

حفاری خشک محدودیت هایی در قطر و عمق سوراخ ها دارد

بنابراین، حفاری مرطوب روش ترجیحی است، علیرغم این واقعیت که استفاده از آن مستلزم تلاش های اضافی برای سازماندهی کار است، یعنی مراقبت از تامین و زهکشی آب ضروری است. با این حال، با حجم کار به اندازه کافی بزرگ، تلاش اضافی مرتبط با تامین آب در مقایسه با هزینه های روش خشک سنگین نخواهد بود. به عبارت دیگر مراقبت از تامین و زهکشی آب بسیار راحت تر از حفاری با تلاش و زمان زیاد است.

ابزار پردازش مورد استفاده

برای حفاری خشک از تاج های الماسی استفاده می شود که نیاز به خنک کننده اضافی ندارند. آنها توسط جریان هوا و روانکاری با کیفیت بالا خنک می شوند. تاج شبیه یک استوانه فلزی توخالی است. در یک انتهای این لیوان یک لبه برش با روکش الماس قرار دارد. طرف دیگر یا پشت تاج برای نصب در تجهیزات مورد استفاده در نظر گرفته شده و دارای دوشاخه است.

تاج در حین حفاری حرکات برش دایره ای ایجاد می کند. این حرکات با سرعت بالا و تحت فشار انجام می شود، بنابراین ابزار با دقت بسیار زیادی ناحیه مورد نظر سطح بتن را تخریب می کند. سرعت سوراخکاری و سایش ابزار مستقیماً به نیروی فشار بستگی دارد. فشار بسیار بالا منجر به تخریب سریع ابزار می شود و فشار بسیار کم سرعت سوراخ کاری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. بنابراین محاسبه صحیح نیروی مکانیکی بسیار مهم است. هنگام محاسبه این نیرو، مساحت کل قطعات الماس و نوع ماده ماشینکاری باید در نظر گرفته شود.

تعداد زیادی از انواع تاج های الماس وجود دارد. بسته به اندازه، آنها به موارد زیر تقسیم می شوند:

• اندازه کوچک؛
• متوسط؛
• بزرگ؛
• فوق العاده بزرگ

به اندازه های کوچک شامل تاج هایی با قطر 4-12 میلی متر است. آنها عمدتا برای حفاری سوراخ های کوچک برای سیم کشی برق استفاده می شوند. نازل های متوسط ​​دارای قطر 35-82 میلی متر هستند و برای سوراخ کردن سوکت ها، لوله های کوچک و غیره استفاده می شوند.

تاج های با اندازه بزرگ با قطر 150-400 میلی متر برای حفاری سوراخ در سازه های بتن مسلح جامد، به عنوان مثال، برای ورود به کابل های برق فشار قوی یا فاضلاب استفاده می شود. نازل هایی با قطر 400-1400 میلی متر در توسعه تأسیسات زیرساختی نسبتاً قدرتمند استفاده می شود. در واقع، حتی 1400 میلی متر برای تاج ها محدودیت نیست.

در صورت درخواست، می توانید یک نازل بزرگتر بسازید. یک پارامتر مهم نیز طول ابزار حفاری است. طول کوتاه ترین نازل ها از 15 سانتی متر تجاوز نمی کند. طول تاج های طبقه متوسط ​​400-500 سانتی متر است.

بسته به شکل سطح برش، مته های هسته ای برای بتن از انواع زیر وجود دارد:

• حلقه. آنها ظاهر یک ماتریس الماس جامد به شکل یک حلقه متصل به بدنه دارند. به طور معمول، چنین مته ها قطر کمی دارند، اما استثنائاتی وجود دارد.
• ناهمواررایج ترین نوع مته های هسته هستند. ;
• ترکیب شده. این تاج ها عمدتاً برای انواع خاصی از بتن کاری استفاده می شوند.

قسمت برش تاج های دندانه دار از عناصر الماس مجزا تشکیل شده است که می تواند از 3 تا 32 باشد.

ماده ای که قطعات از آن ساخته می شود و الماس در آن ثابت می شود چسباننده و در زبان حرفه ای ها ماتریس نامیده می شود. به قطعه الماس شکل و استحکام می بخشد. در طول کاربرد عملی، ماتریس باید به گونه ای فرسوده شود که الماس های "کار" پس از کندن شکسته شوند و الماس های نو و تیز به عنوان "جایگزین" آنها در سطح برش عمل کنند.

بسته به محل قرارگیری الماس ها در ماتریس قطعات برش، تاج ها به موارد زیر تقسیم می شوند:

• تک لایه. ماتریس در این مورد تنها دارای یک لایه سطحی برش الماس است. چگالی آنها بیش از 60 عدد در قیراط نیست. نوک های الماس تک لایه کوتاه مدت ترین در نظر گرفته می شوند. آنها عمدتاً برای حفاری بتن بدون تقویت استفاده می شوند.
• چند لایه. چگالی ریزبرش ها در چنین ماتریس هایی می تواند تا 120 عدد در قیراط باشد. تاج های چند لایه را خود تیز شونده نیز می گویند. هنگامی که لایه سطحی الماس فرسوده شد، لایه بعدی در معرض دید قرار می گیرد.
• آغشته شده. چنین تاج هایی همچنین دارای یک ماتریس با چندین لایه از دانه های الماس هستند، اما چگالی آنها حدود 40-60 قطعه در قیراط است.

با وجود تنوع در انواع ابزار الماس، ساختار طراحی آن یکسان است. به عنوان یک قاعده، از یک بدنه فلزی پشتیبان و یک لایه حاوی الماس تشکیل شده است که به طور مستقیم با مواد در تعامل است و اساس ابزار است. این لایه ترکیبی از الماس و پودر فلز است.

هرچه ترکیب پیوند با دقت بیشتری انتخاب شود، ابزار الماس به طور کلی کارآمدتر و بهتر عمل خواهد کرد. هیچ دستور العمل استانداردی برای ساخت کلاسور وجود ندارد.

هر تولید کننده بزرگ فرمول لایه الماس خود را برای هر ابزار ایجاد می کند و بنابراین منحصر به فرد بودن آن را تضمین می کند.

محبوب ترین مواد مصرفی در حال حاضر توسط تولید کنندگان زیر استفاده می شود:

• بوش. محصولات تولید شده تحت این نام تجاری، کار ساخت و ساز با کیفیت بالا را ارائه می دهند، زیرا قابل اعتماد هستند و عمر طولانی دارند.
• Husqvarna. این سازنده به دلیل استفاده از فناوری های نوآورانه در ساخت ابزار الماس مشهور است.
• سدیمایکی از تولید کنندگان پیشرو در ابزارهای برش بتن است.
• روتنبرگر. این شرکت در زمینه تولید تجهیزات حفاری الماس و لوازم جانبی آن فعالیت دارد.
• هیلتیمتخصص در تولید تجهیزات با کیفیت بسیار بالا و به طور مداوم روند تولید خود را بهبود می بخشد.
• Encoreیک شرکت داخلی است. او در ابتدا به فروش تجهیزات خارجی مشغول بود، اما از سال 2007 شروع به تولید سازهای خود کرد.

Husqvarna پیشگام در حفاری الماس برای بتن صنعتی است

چرخش تاج به دلیل نیروی تجهیزات حفاری است. تاج را می توان هم بر روی یک مته معمولی و هم بر روی یک نصب خاص نصب کرد. دستگاه ابزار را با سرعت بالا می چرخاند، اما هیچ اثر ضربه ای وجود ندارد. نازل به سادگی می چرخد ​​و به تدریج روی سطح بتن فشار می آورد. بنابراین میلی متر به میلی متر به ضخامت بتن می زند.

از آنجایی که تاج در داخل توخالی است، فقط دیوارهای آن به بتن بریده می شوند. این امر به طور قابل توجهی سرعت و گردش کار را ساده می کند. تاج در عرض چند دقیقه در سطح دیوار عمیق می شود و به موقعیت مورد نیاز می رسد و سپس به سادگی باید همراه با قطعه بریده شده بتن بیرون کشیده شود.

مراحل اصلی فرآیند فنی

الگوریتم حفاری سازه های بتنی به شرح زیر است:

• انتخاب تاج؛
• مونتاژ واحد حفاری؛
• آماده سازی محل کار؛
• علامت گذاری سطح کار با نشانه دقیق مرکز حفاری؛
• نصب واحد بر روی سطح کار؛
• نصب تاج حفاری؛
• حفاری؛
• اتمام حفاری؛
• بررسی کیفیت کار

نصب باید با دقت زیادی مونتاژ شود. توصیه می شود به بستن ابزار حفاری توجه ویژه ای داشته باشید.. بسیار مهم است که در حین حفاری هیچ چیز اضافی وجود نداشته باشد، بنابراین محل کار باید از آوار و سایر موارد غیر ضروری پاک شود. علامت گذاری سطح کار با کشیدن دو خط متقاطع عمود شروع می شود. سپس از مرکز آنها دایره ای به قطر مورد نیاز ساخته می شود. این دایره محل تاج خواهد بود.

در حین حفاری، لازم است برخی از تفاوت های ظریف را نیز در نظر گرفت. برای شروع، تاج باید با دقت زیادی تنظیم شود، آن را دقیقا در دایره کشیده شده قرار دهید. ابتدا حفاری آزمایشی به مدت 4-8 ثانیه انجام می شود. به این ترتیب یک کانال کوچک ایجاد می شود که نصب تاج و اجرای حفاری سرمایه را ساده می کند.

در پایان فرآیند کار، تاج برداشته شده و درجه سایش بررسی می شود. قسمت مرکزی سوراخ برش به همراه تاج برداشته می شود.، اما گاهی لازم است کمی آن را با میله یا منگنه باز کنید. همچنین جالب است که یک نازل فرسوده را می توان در یک کارگاه مخصوص تعمیر کرد. کیفیت کار انجام شده به طور مستقیم به کیفیت تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد. دکل های حفاری از سازندگانی مانند هیلتی، هوسکوارنا، سدیما، تیرولیت از بهترین ها محسوب می شوند.

منبع ابزار الماس تا حد زیادی به نوع ماده ای که سوراخ در آن حفر شده است، به نوع قطعه الماس و استفاده صحیح از دکل حفاری بستگی دارد. به عنوان یک قاعده، بیت های با قطر بزرگ نیز عمر کاری طولانی تری دارند که با تعداد زیادی از قطعات الماس همراه است. منابع متوسط ​​روکش های الماس با قطر 200 میلی متر با اشباع خوب بخش های برش حدود 18-20 متر در حال اجرا هنگام حفاری بتن مسلح است.

بستن غیر سفت و سخت دستگاه و ابزار منجر به شکستن بخش های برش ابزار می شود.

در عین حال، مصرف اصلی قطعات الماس بر روی غلبه بر تقویت است. عواملی مانند تغذیه بیش از حد یا ناهموار بیت، یا خروج بیت زمانی که پست پشتیبانی شل است، می تواند عمر بیت را به شدت کاهش دهد یا حتی آن را به کلی از بین ببرد.

حفاری لیزری بتن

حفاری صنعتی سوراخ ها با لیزر اندکی پس از اختراع آن آغاز شد. استفاده از لیزر برای حفر سوراخ های کوچک در دانه های الماس در اوایل سال 1966 گزارش شد. مزیت حفاری لیزری به وضوح در هنگام ایجاد سوراخ هایی تا عمق 10 میلی متر و با قطر یک دهم تا صدم میلی متر آشکار می شود. در این محدوده اندازه و همچنین هنگام حفاری مواد شکننده و سخت است که مزیت فناوری لیزر غیرقابل انکار است.

در هر ماده ای می توانید با لیزر سوراخ کنید. برای این منظور، به عنوان یک قاعده، از لیزرهای پالسی با انرژی پالس 0.1-30 J استفاده می شود. سوراخ های کور و گذرا با شکل های مقطع مختلف را می توان با لیزر دریل کرد. کیفیت و دقت ساخت سوراخ تحت تأثیر پارامترهای زمانی پالس تابش مانند شیب لبه های جلویی و انتهایی آن و همچنین ویژگی های فضایی آن به دلیل توزیع زاویه ای در الگوی تابش و توزیع شدت تابش در صفحه است. از دیافراگم لیزر

در حال حاضر، روش های خاصی برای تشکیل پارامترهای فوق وجود دارد که به شما امکان می دهد سوراخ هایی با اشکال مختلف، به عنوان مثال، مثلثی و دقیقاً مطابق با ویژگی های کیفیت مشخص شده ایجاد کنید. شکل فضایی سوراخ ها در بخش طولی آنها به طور قابل توجهی تحت تأثیر موقعیت صفحه کانونی لنز نسبت به سطح هدف و همچنین پارامترهای سیستم فوکوس است. به این ترتیب می توان سوراخ های استوانه ای، مخروطی و حتی بشکه ای شکل ایجاد کرد.

در طول بیست سال گذشته، جهش شدیدی در قدرت تابش لیزر وجود داشته است. این به دلیل ظهور و توسعه بیشتر لیزرهای فشرده با معماری جدید (لیزرهای فیبر و دیود) است. ارزان بودن نسبی قطره چکان ها با قدرت بیش از 1 کیلو وات، در دسترس بودن تجاری آنها را برای متخصصان درگیر در تحقیقات در زمینه های مختلف تضمین کرد. در نتیجه این مطالعات، از تابش لیزر پرقدرت برای برش و سوراخ کردن مواد سخت مانند بتن و سنگ های طبیعی استفاده شده است.

فناوری لیزر بدون نویز و ارتعاش در مناطق لرزه خیز هنگام ایجاد حفره ها در ساختمان های بتنی از قبل به کار می رود. آنها در آنجا برای تقویت خانه های اضطراری با روکش فولادی و همچنین در مرمت بناهای معماری استفاده می شوند. در صنعت هسته ای، تشعشعات لیزری پرقدرت به طور گسترده ای برای رفع آلودگی سازه های هسته ای بتنی که قبلاً از رده خارج شده اند استفاده می شود. در این حالت، کاربران با انتشار کم گرد و غبار در هنگام پردازش سازه های بتنی جذب می شوند. نقش مهمی را نیز کنترل از راه دور فرآیند، یعنی مکان دور تجهیزات از جسم، ایفا می کند.

دریل لیزری برای سوراخ کردن دیوارهای بتنی و سایر سطوح استفاده می شود.. این شامل یک موتور الکتریکی، یک گیربکس، یک محور دوک، یک دستگاه لیزر، یک ابزار حفاری است. دومی به شکل یک پیچ است که مستقیماً به محفظه گیربکس متصل می شود. یک تاج با دمای بالا در یک سر این پیچ ثابت شده است و انتهای دیگر آن به محور دوک متصل است. دستگاه لیزر در قسمت بالایی محفظه گیربکس قرار دارد.

پرتو لیزر سرعت حفاری در دیوارهای بتنی سخت و بلوک های گرانیتی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد

تمهیدات امنیتی

هنگام حفر سوراخ در سازه های بتنی، باید از تجهیزات حفاظت فردی استفاده شود. اینها شامل عینک، دستکش بوم، دستگاه تنفس است. اپراتور باید لباس کار از پارچه متراکم و کفش لاستیکی بپوشد. در حین کار باید مراقب بود که هر گونه لباس در قسمت های متحرک تجهیزات حفاری نیفتد.

بر اساس آمار، بیشترین تعداد صدمات توسط کارگران در کارگاه های ساختمانی به دلیل عملکرد نادرست ابزار برقی یا استفاده نادرست از آن وارد می شود. بنابراین، ابزار برقی باید از وضعیت خوبی برخوردار باشد. علاوه بر این، قبل از هر بار استفاده، لازم است کابل برق را از نظر آسیب بررسی کنید. در حین کار، کابل باید طوری قرار گیرد که به هیچ وجه آسیب نبیند.

حفاری بتن در حالت ایستاده روی زمین ایمن ترین کار است، اما، متأسفانه، همیشه اینطور نیست. بنابراین، حفر سوراخ فقط در سطح رشد انسان امکان پذیر است. اگر سوراخ بالاتر باشد، باید از یک پایه اضافی استفاده شود. قاعده اصلی در این مورد قابلیت اطمینان پایه است. باید موقعیت ثابت و همواری را در حین کار برای کارگر فراهم کند. یک اقدام ایمنی اضافی هنگام کار در ارتفاع است حذف هر گونه اجسام از محل کار که در صورت افتادن تصادفی ممکن است آسیب ببینند.

هنگام حفاری سوراخ در دیوارهای بتنی، احتمال آسیب به ارتباطات مختلف زیاد است. این می تواند سیم کشی برق، لوله های گرمایش مرکزی و غیره باشد. سیم های برق زنده را می توان به راحتی با استفاده از یک آشکارساز سیم مدفون تشخیص داد.

هنگام سوراخ كردن با ليزر، از وارد كردن قسمت هاي مختلف بدن به محل عمل آن خودداري كنيد تا دچار سوختگي نشويد. به خود پرتو لیزر یا انعکاس آن نگاه نکنید تا به قرنیه چشم آسیب نرسانید.به همین دلیل، لازم است فقط در عینک های محافظ مخصوص کار کنید. هنگام کار با تجهیزات لیزری، باید همان قوانین ایمنی را که هنگام استفاده از هر ابزار الکتریکی استفاده می کنید، رعایت کنید.

هزینه کار

شکل گیری قیمت خدمات حفاری بتن تحت تأثیر عواملی مانند:

• قطر سوراخ مورد نیاز. با افزایش قطر، هزینه حفاری نیز افزایش می یابد.
• مواد سطحکه در آن حفاری شود. در سازه های بتن مسلح، حفاری گران تر از دیوارهای آجری است.
• عمق حفاری. به طور طبیعی، هرچه طول سوراخ آینده بیشتر باشد، هزینه حفاری بیشتر خواهد بود.

عوامل اضافی نیز می تواند بر هزینه کار حفاری تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، حفاری در ارتفاع مستلزم استفاده از تجهیزات اضافی است. حفاری در زاویه را نمی توان بدون استفاده از ابزار خاصی انجام داد.

در صورت انجام در فضای باز و در شرایط نامساعد جوی، هزینه کارها نیز ممکن است افزایش یابد.

هزینه تخمینی حفاری سوراخ با ابزار الماس:

قطر سوراخ، میلی متر	هزینه 1 سانتی متر حفاری، مالش
	آجر	بتن	بتن آرمه
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

نتیجه گیری

امروزه فناوری الماس ایمن‌ترین، سریع‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه برای حفاری در سخت‌ترین مصالح ساختمانی است. با استفاده از مته های هسته می توان سوراخ هایی را دقیقاً مطابق با قطر داده شده ایجاد کرد. سوراخ ها نیز از نظر شکل ایده آل هستند و نیازی به پردازش اضافی ندارند که به طور قابل توجهی باعث صرفه جویی در زمان و مهمتر از همه در هزینه مشتری می شود.

مزایای حفاری الماس مانند عدم وجود سر و صدا و ارتعاش باعث می شود که نه تنها در سایت های ساخت و ساز بزرگ، بلکه در مکان های مسکونی نیز کار کنید که هم در حال تعمیر و هم در حالت تمام شده (تمام) هستند. به لطف ابزار الماسی و تجهیزات حرفه ای، پوشش های دیوار و کف هنگام کار در اتاق تمیز کاملاً ظاهر اصلی خود را حفظ می کنند.

تفاوت های ظریف عملی حفاری خشک بتن با تاج الماس در این ویدئو ارائه شده است:

سفارشات در حال انجام است برش لیزریطیف گسترده ای از مواد، پیکربندی ها و اندازه ها.

تابش لیزر متمرکز برش تقریباً هر فلز و آلیاژ را بدون توجه به خواص ترموفیزیکی آنها ممکن می سازد. با برش لیزر، هیچ اثر مکانیکی بر روی مواد در حال پردازش وجود ندارد و تغییر شکل های جزئی ایجاد می شود. در نتیجه می توان برش لیزری را با دقت بالا از جمله قطعاتی که به راحتی تغییر شکل می دهند و غیر صلب انجام داد. با توجه به قدرت بالای تابش لیزر، بهره وری بالای فرآیند برش تضمین می شود. در این صورت کیفیت برش آنقدر بالاست که می توان نخ ها را در سوراخ های به دست آمده برش داد.

به طور گسترده در صنعت تولید استفاده می شود. مزیت اصلی برش لیزری- این امکان را به شما می دهد که از یک نوع قسمت با هر پیچیدگی هندسی به نوع دیگری بدون اتلاف وقت تغییر دهید. در مقایسه با روش های سنتی برش و ماشینکاری، سرعت چندین برابر متفاوت است. به دلیل عدم وجود اثرات حرارتی و نیرو بر روی قطعه ساخته شده، در طول فرآیند ساخت دچار تغییر شکل نمی شود. کیفیت محصولات تولیدی اجازه می دهد تا جوش لب به لب بدون جابجایی لبه های برش خورده و پیش عملیاتی شدن کناره ها به هم متصل شوند.

لیزرهای حالت جامدبرش مواد غیر فلزی بسیار بدتر از مواد گازی است، با این حال، آنها در هنگام برش فلزات دارای مزیت هستند - به این دلیل که یک موج 1 میکرون بدتر از یک موج 10 میکرون منعکس می شود. مس و آلومینیوم برای طول موج 10 میکرون یک محیط بازتابی تقریباً کامل هستند. اما، از سوی دیگر، ساخت لیزر CO2 آسان تر و ارزان تر از لیزر حالت جامد است.

دقت برش لیزریبا تکرارپذیری +0.05 میلی متر به 0.1 میلی متر می رسد و کیفیت برش به طور مداوم بالا است، زیرا فقط به ثبات سرعت پرتو لیزر بستگی دارد که پارامترهای آن بدون تغییر باقی می مانند.

توضیح مختصر برش:مقیاس معمولا وجود ندارد، مخروطی جزئی (بسته به ضخامت)، سوراخ های حاصل گرد و تمیز هستند، می توان قطعات بسیار کوچکی را به دست آورد، عرض برش 0.2-0.375 میلی متر است، سوختگی نامرئی است، اثر حرارتی بسیار کوچک است. ، امکان برش مواد غیر فلزی وجود دارد.

دوخت سوراخ

یک عامل مهم برای برش لیزریاست سیستم عامل سوراخ اصلیبرای شروع آن برخی از سیستم های لیزری با استفاده از فرآیند موسوم به پرنده سوراخ در فولاد نورد سرد با ضخامت 2 میلی متر، توانایی به دست آوردن حداکثر 4 سوراخ در ثانیه را دارند. به دست آوردن یک سوراخ در ورق های ضخیم تر (تا 19.1 میلی متر) فولاد نورد گرم در حین برش لیزری با استفاده از سوراخ کردن برق در حدود 2 ثانیه انجام می شود. استفاده از هر دوی این روش ها به شما این امکان را می دهد که بهره وری برش لیزر را تا حد قابل دستیابی در پرس های پانچ CNC افزایش دهید.

سوراخ کردن

با استفاده از این روش می توان سوراخ هایی به قطر 0.2-1.2 میلی متر با ضخامت مواد تا 3 میلی متر به دست آورد. با نسبت ارتفاع سوراخ به قطر سوراخ 16:1، پانچ لیزری تقریباً از همه روش‌های دیگر مقرون به صرفه‌تر است. موارد استفاده از این فناوری عبارتند از: الک، گوش سوزنی، نازل، فیلتر، جواهرات (آویز، تسبیح، سنگ). در صنعت، لیزرها برای سوراخ کردن سنگ های ساعت و قالب های طراحی با بهره وری تا 700000 سوراخ در هر شیفت استفاده می شوند.

نوشتن

غالباً از حالت غیر از طریق برش استفاده می شود که اصطلاحاً خط کشی نامیده می شود. این به طور گسترده در صنعت، به ویژه در میکروالکترونیک، برای جدا کردن واشرهای سیلیکونی به عناصر جداگانه (قطعات) در امتداد یک کانتور استفاده می شود. در این فرآیند، جهت گیری متقابل طرح بردار میدان الکتریکی تابش تابشی و جهت اسکن نیز برای اطمینان از راندمان و کیفیت بالای فرآیند ضروری است.

نوشتنبه طور گسترده در صنعت (میکروالکترونیک، صنعت ساعت و غیره) برای جداسازی صفحات نازک پلی کور و یاقوت کبود، کمتر برای جداسازی واشرهای سیلیکونی استفاده می شود. در این مورد، برای جداسازی مکانیکی بیشتر، خط کشی تا عمق حدود یک سوم ضخامت کل صفحه ای که باید جدا شود، کافی است.

فرآیندهای ریزماشین کاری

درجه بالای اتوماسیون در سالهای اخیر امکان استفاده مجدد در مرحله جدید را در عمل از فرآیندهایی مانند تنظیم مقدار مقاومتو عناصر پیزوالکتریک، بازپخت پوشش های کاشته شده روی سطح نیمه هادی ها، رسوب لایه های نازک، تمیز کردن ناحیه و رشد کریستال. امکانات بسیاری از فرآیندها تا به امروز هنوز به طور کامل افشا نشده است.