Razul laser ca burghiu. Echipamente pentru prelucrarea cu laser în producția de plăci cu circuite imprimate

Forarea găurilor în pietre de ceas - aici și-a început lucrul laserul. Vorbim despre pietre de rubin, care sunt folosite în ceasuri ca rulmenți de alunecare. La realizarea unor astfel de rulmenți, este necesar să găuriți găuri cu un diametru de numai 0,1-0,05 mm în rubin - un material foarte dur și în același timp fragil. Timp de mulți ani, această operațiune de bijuterii a fost efectuată în mod mecanic obișnuit folosind burghie din sârmă subțire de pian cu diametrul de 40-50 microni. Un astfel de burghiu a făcut până la 30 de mii de rotații pe minut și a făcut simultan aproximativ o sută de mișcări alternative. Găurirea unei pietre a necesitat până la 10-15 minute. Cum se scoate dopurile de urechi - dop de ceară nmedik.org/sernaya-probka.html.

Din 1964, găurirea mecanică cu productivitate scăzută a pietrelor de ceas a fost înlocuită pe scară largă cu găurirea cu laser. Desigur, termenul „foraj cu laser” nu trebuie luat literal; fasciculul laser nu face o gaură - o străpunge, provocând o evaporare intensă a materialului. În zilele noastre, găurirea cu laser a pietrelor de ceas este o practică obișnuită. În acest scop, se folosesc în special lasere din sticlă cu neodim. O gaură în piatră (cu o grosime a piesei de prelucrat de 0,5-1 mm) este realizată printr-o serie de mai multe impulsuri laser cu o energie de 0,5-1 J. Productivitatea instalației laser în modul automat este de o piatră pe secundă. Aceasta este de o mie de ori mai mare decât productivitatea găuririi mecanice!

La scurt timp după nașterea sa, laserul a primit următoarea sarcină, căreia a făcut față la fel de bine - găurirea (perforarea) găurilor în matrițele de diamant. Pentru a obține sârmă foarte subțire din cupru, bronz, wolfram, se folosește tehnologia de tragere a metalului printr-o gaură cu diametrul corespunzător. Astfel de găuri sunt găurite în materiale care au o duritate deosebit de mare, deoarece în timpul procesului de tragere a sârmei, diametrul găurii trebuie să rămână neschimbat. Se știe că diamantul este cel mai greu. Prin urmare, cel mai bine este să trageți un fir subțire printr-o gaură din diamant - prin așa-numitele matrițe de diamant. Doar cu ajutorul matrițelor de diamant se poate obține o sârmă ultra-subțire cu un diametru de doar 10 microni. Dar cum găuriți o gaură subțire într-un material foarte dur precum diamantul? Este foarte dificil să faci acest lucru mecanic - durează până la zece ore pentru a găuri mecanic o gaură într-o matriță de diamant. Dar, după cum s-a dovedit, nu este deloc dificil să străpungi această gaură cu o serie de câteva impulsuri laser puternice.

Astăzi, găurirea cu laser este utilizată pe scară largă nu numai pentru materiale deosebit de dure, ci și pentru materiale care se caracterizează printr-o fragilitate crescută. Burghiul cu laser s-a dovedit a fi nu numai un „instrument” puternic, ci și foarte delicat. Exemplu: utilizarea unui laser la găuri în substraturi de așchii din ceramică de alumină. Ceramica este neobișnuit de fragilă. Din acest motiv, forarea mecanică a găurilor în substratul de așchii a fost efectuată, de regulă, pe materia „primă”. Ceramica a fost arsă după forare. În acest caz, a apărut o anumită deformare a produsului și poziția relativă a găurilor forate a fost distorsionată. Problema a fost rezolvată odată cu apariția burghiilor cu laser. Folosindu-le, puteți lucra cu substraturi ceramice care au fost deja arse. Folosind lasere, găurile foarte subțiri sunt perforate în ceramică - doar 10 microni în diametru. Astfel de găuri nu pot fi obținute prin găurire mecanică.

4. Tăiere și sudare cu laser.

Un fascicul laser poate tăia absolut orice: țesătură, hârtie, lemn, placaj, cauciuc; plastic, ceramica, foi de azbest, sticla, foi de metal. În același timp, este posibil să se obțină tăieturi îngrijite de-a lungul profilelor complexe. La tăierea materialelor inflamabile, locul tăiat este suflat cu un curent de gaz inert; rezultatul este o margine tăiată netedă, nearsă. Laserele cu emitere continuă sunt de obicei folosite pentru tăiere. Puterea de radiație necesară depinde de materialul și grosimea piesei de prelucrat. De exemplu, un laser CO2 de 200 W a fost folosit pentru a tăia scânduri de 5 cm grosime. Lățimea inciziei a fost de numai 0,7 mm; Desigur, nu era rumeguș.

Pentru tăierea metalelor sunt necesare lasere cu o putere de câțiva kilowați. Puterea necesară poate fi redusă prin utilizarea metodei de tăiere cu laser cu gaz - atunci când, simultan cu fasciculul laser, un flux puternic de oxigen este direcționat pe suprafața de tăiat. Când un metal arde într-un curent de oxigen (datorită reacțiilor de oxidare a metalului care au loc în acest curent), se eliberează energie semnificativă; Ca urmare, se poate folosi radiația laser cu o putere de numai 100-500 W. În plus, un curent de oxigen elimină topirea și produsele de ardere ai metalului din zona de tăiere.

Primul exemplu de acest tip de tăiere este tăierea cu laser a țesăturilor într-o fabrică de țesut. Instalația include un laser CO2 de 100 W, un sistem de focalizare și deplasare a fasciculului laser, un computer și un dispozitiv pentru tensionarea și mișcarea țesuturilor. În timpul procesului de tăiere, fasciculul se deplasează de-a lungul suprafeței țesăturii cu o viteză de 1 m/s. Diametrul punctului de lumină focalizat este de 0,2 mm. Mișcările fasciculului și ale țesutului în sine sunt controlate de un computer. Instalarea permite, de exemplu, tăierea materialului pentru 50 de costume într-o oră. Tăierea este efectuată nu numai rapid, ci și foarte precis; în acest caz, marginile tăieturii sunt netede și întărite. Al doilea exemplu este tăierea automată a foilor de aluminiu, oțel și titan în industria aviației. Astfel, un laser CO2 de 3 kW taie o folie de titan de 5 mm grosime cu o viteza de 5 cm/s. Folosind un jet de oxigen, se obține aproximativ același rezultat cu o putere de radiație de 100-300 W.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse. Instituția de învățământ superior bugetară de stat federală. Universitatea de Stat Vladimir numită după A.G. și N.G. Stoletov.

Departamentul de Fizică și Matematică.

Rezumat pe subiect

„Găurire cu laser”

Efectuat:

Student din grupa LT - 115

Gordeeva Ekaterina

Vladimir, 2016

Introducere

Razul laser ca burghiu

Găurirea cu laser a găurilor în metale

Găurire în materiale nemetalice

Găurirea cu laser a găurilor pe suprafețe dure

Caracteristici de foraj cu laser cu fragilitate crescută

Concluzie

Bibliografie

Introducere

În prezent, laserul realizează cu succes o serie de operații tehnologice și, mai presus de toate, precum tăierea, sudarea, găurirea, tratarea termică a suprafeței, marcarea, marcarea, gravarea etc., iar în unele cazuri oferă avantaje față de alte tipuri de prelucrare. Astfel, forarea găurilor în material poate fi finalizată mai rapid, iar scrierea materialelor diferite este mai avansată. În plus, unele tipuri de operații care anterior erau imposibil de efectuat din cauza accesibilității dificile sunt realizate cu mare succes. De exemplu, sudarea materialelor și forarea găurilor se poate face prin sticlă în vid sau atmosferă de diferite gaze.

Cuvântul „laser” este format din literele inițiale din sintagma engleză Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, care tradusă în limba rusă înseamnă: amplificarea luminii prin emisie stimulată. În mod clasic, s-a întâmplat ca atunci când descriem tehnologiile laser pentru prelucrarea materialelor, atenția principală este acordată numai laserelor înșiși, principiilor de funcționare a acestora și parametrilor tehnici. Cu toate acestea, pentru a implementa orice proces de prelucrare dimensională cu laser a materialelor, pe lângă laser, un sistem de focalizare a fasciculului, un dispozitiv pentru controlul mișcării fasciculului de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat sau un dispozitiv pentru deplasarea produsului în raport cu fasciculul, un sistem de injecție de gaz, sistemele optice de ghidare și poziționare și software-ul de control al procesului sunt, de asemenea, necesare tăiere cu laser, gravare etc. În cele mai multe cazuri, alegerea parametrilor dispozitivelor și sistemelor care deservesc direct laserul nu este mai puțin importantă decât parametrii laserului în sine. De exemplu, pentru marcarea rulmenților cu un diametru mai mic de 10 mm sau pentru sudarea cu laser de precizie în puncte, timpul petrecut pentru poziționarea și focalizarea produsului depășește timpul de gravare sau sudare cu unul până la două ordine de mărime (timpul necesar pentru marcarea unui rulmentul este de aproximativ 0,5 s). Prin urmare, fără utilizarea sistemelor automate de poziționare și focalizare, utilizarea complexelor laser în multe cazuri devine nepractică din punct de vedere economic. Analogia sistemelor laser cu mașinile arată că laserul îndeplinește funcțiile unui motor. Oricât de bun ar fi motorul, mașina nu se va mișca fără roți și orice altceva.

Un alt factor important în alegerea sistemelor cu tehnologie laser este ușurința lor de întreținere. După cum a demonstrat practica, operatorii au calificări scăzute pentru întreținerea unor astfel de echipamente. Unul dintre motive este că sistemele laser sunt instalate în majoritatea cazurilor pentru a înlocui procesele tehnologice învechite (impactul și marcarea chimică a produselor, gravarea mecanică, sudarea manuală, marcarea manuală etc.). Managerii întreprinderilor care își modernizează producția, de regulă, din motive etice, înlocuind echipamentele vechi cu altele noi, lasă în urmă personalul de serviciu vechi (la propriu și la figurat). Prin urmare, pentru a introduce sistemele tehnologice cu laser în producție în condițiile inițiale date ale dezvoltării sale (în republicile post-sovietice), este necesar să se asigure cel mai înalt nivel posibil de automatizare și ușurință de instruire. Nu trebuie ignorat faptul că salariul personalului necalificat este mai mic decât cel al unui specialist instruit. Prin urmare, este mai rentabil din punct de vedere economic să cumpărați echipamente complexe cu posibilitatea de întreținere ușoară decât să invitați personal cu înaltă calificare.

Astfel, sarcina de a utiliza tehnologiile laser în producția modernă ar trebui luată în considerare nu numai din punctul de vedere al parametrilor tehnici ai laserului în sine, ci și luând în considerare caracteristicile echipamentelor și software-ului care fac posibilă utilizarea proprietăților specifice. a laserului pentru a rezolva o anumită problemă tehnologică.

Orice sistem laser conceput pentru prelucrarea dimensională a materialelor este caracterizat de următorii parametri:

Viteza de prelucrare (tăiere, gravare etc.);

Rezoluţie;

Precizia procesării;

Dimensiunea câmpului de lucru;

Gama de materiale de prelucrare (metale feroase, metale neferoase, lemn, plastic etc.);

Gama de dimensiuni și greutăți ale produselor destinate procesării;

Configurația produsului (de exemplu, gravarea pe suprafețe plane, cilindrice, ondulate);

Timpul necesar pentru modificarea sarcinilor efectuate (schimbarea modelului de gravură, configurația - linie de tăiere, schimbarea materialului de prelucrare etc.);

Timp de instalare și poziționare a produsului;

Parametrii condițiilor de mediu (interval de temperatură, umiditate, praf) în care sistemul poate fi funcționat;

Cerințe pentru calificarea personalului de serviciu.

Pe baza acestor parametri, se selectează tipul de dispozitiv de scanare cu laser și fascicul, se dezvoltă designul dispozitivului de fixare a produsului, se dezvoltă nivelul de automatizare a sistemului în ansamblu, problema necesității de a scrie programe specializate pentru pregătirea desenului. pile, linii de tăiere etc. se decide.

Principalele caracteristici tehnice care determină natura tratamentului sunt parametrii energetici ai laserului - energia, puterea, densitatea energiei, durata pulsului, structura spațială și temporală a radiației, distribuția spațială a densității puterii radiației în punctul de focalizare, condițiile de focalizare, proprietățile fizice ale materialului.

Razul laser ca burghiu

Forarea găurilor în pietre de ceas - aici și-a început lucrul laserul. Vorbim despre pietre de rubin, care sunt folosite în ceasuri ca rulmenți de alunecare. La fabricarea unor astfel de rulmenți, este necesar să forați găuri cu un diametru de numai 1-0,05 mm în rubin - un material foarte dur și în același timp fragil. Timp de mulți ani, această operațiune de bijuterii a fost efectuată în mod mecanic obișnuit folosind burghie din sârmă subțire de pian cu diametrul de 40-50 microni. Un astfel de burghiu a făcut până la 30 de mii de rotații pe minut și a efectuat simultan aproximativ o sută de mișcări alternative. Găurirea unei pietre a necesitat până la 10-15 minute.

Din 1964, găurirea mecanică cu productivitate scăzută a pietrelor de ceas a fost înlocuită pe scară largă cu găurirea cu laser. Desigur, termenul „foraj cu laser” nu trebuie luat literal; Raza laser nu face o gaură - o străpunge, provocând o evaporare intensă a materialului. În zilele noastre, găurirea cu laser a pietrelor de ceas este o practică obișnuită. În acest scop, se folosesc în special lasere din sticlă cu neodim. O gaură în piatră (cu o grosime a piesei de prelucrat de 0,5-1 mm) este realizată printr-o serie de mai multe impulsuri laser cu o energie de 0,5-1 J. Productivitatea instalației laser în modul automat este de o piatră pe secundă. Aceasta este de o mie de ori mai mare decât productivitatea găuririi mecanice!

La scurt timp după naștere, laserul a primit următoarea sarcină, căreia a făcut față la fel de bine: găurirea (perforarea) găurilor în matrițele de diamant. Poate că nu toată lumea știe că pentru a produce sârmă foarte subțire din cupru, bronz, wolfram, se folosește tehnologia de tragere a metalului printr-o gaură cu diametrul adecvat. Astfel de găuri sunt găurite în materiale care au o duritate deosebit de mare, deoarece în timpul procesului de tragere a sârmei, diametrul găurii trebuie să rămână neschimbat. Se știe că diamantul este cel mai greu. Prin urmare, cel mai bine este să trageți un fir subțire printr-o gaură din diamant - prin așa-numitele matrițe de diamant. Doar cu ajutorul matrițelor de diamant se poate obține o sârmă ultra-subțire cu un diametru de doar 10 microni. Dar cum găuriți o gaură subțire într-un material foarte dur precum diamantul? Este foarte dificil să faci acest lucru mecanic; durează până la zece ore pentru a găuri mecanic o gaură într-o matriță de diamant.

Așa arată o gaură dintr-o matriță de diamant în secțiune transversală. Impulsurile laser scot un canal brut într-o piesa de prelucrat cu diamant. Apoi, prin tratarea canalului cu ultrasunete, slefuire si lustruire, ii dau profilul necesar. Sârma obţinută prin tragerea printr-o matriţă are diametrul d

Aceste găuri îngrijite cu diametrul de 0,3 mm sunt perforate într-o placă ceramică de alumină de 0,7 mm grosime folosind un laser CO2

Cu ajutorul laserelor, în ceramică sunt perforate găuri foarte subțiri, cu un diametru de doar 10 microni. Rețineți că astfel de găuri nu pot fi obținute prin găurire mecanică.

Nu exista nicio îndoială în mintea nimănui că forarea era chemarea unui laser. Aici laserul nu a avut de fapt concurenți demni, mai ales când a fost vorba de găuri deosebit de subțiri și deosebit de adânci, când găurile trebuie să fie găurite în materiale foarte fragile sau foarte dure. A trecut relativ puțin timp și a devenit clar că fasciculul laser poate fi folosit cu succes nu numai pentru găurire, ci și pentru multe alte operațiuni de prelucrare a materialelor. Așa că astăzi putem vorbi despre apariția și dezvoltarea unei noi tehnologii - laserul.

Găurirea cu laser a găurilor în metale

Există avantaje în utilizarea unui laser ca instrument de găurit.

Nu există contact mecanic între instrumentul de găurit și material, precum și ruperea și uzura burghiilor.

Precizia plasării găurilor crește, deoarece optica folosită pentru a focaliza fasciculul laser este, de asemenea, utilizată pentru a-l îndrepta către punctul dorit. Găurile pot fi orientate în orice direcție.

Se obține un raport mai mare dintre adâncime și diametrul de găurire decât este cazul altor metode de găurire.

La găurire, precum și la tăiere, proprietățile materialului prelucrat influențează semnificativ parametrii laser necesari pentru efectuarea operației. Forarea se efectuează cu lasere pulsate care funcționează atât în modul de rulare liberă cu o durată a impulsului de aproximativ 1 μs, cât și în modul Q-switched cu o durată de câteva zeci de nanosecunde. În ambele cazuri, există un efect termic asupra materialului, topirea și evaporarea acestuia. Gaura crește în adâncime în principal din cauza evaporării și în diametru datorită topirii pereților și a curgerii lichidului sub presiunea de vapori în exces creată.

În mod obișnuit, găurile adânci cu diametrul dorit sunt obținute prin utilizarea impulsurilor laser repetate cu energie scăzută. În acest caz, găurile sunt formate cu o conicitate mai mică și de calitate mai bună decât găurile obținute cu o energie unică de impuls mai mare. Excepția este pentru materialele care conțin elemente capabile să creeze presiune mare de vapori. Astfel, alama este foarte dificil de sudat cu radiații laser pulsate din cauza conținutului ridicat de zinc, cu toate acestea, la găurire, alama are unele avantaje, deoarece atomii de zinc îmbunătățesc semnificativ mecanismul de evaporare.

Deoarece modul multi-puls face posibilă obținerea unor găuri de o calitate mai bună cu geometria necesară și cu o ușoară abatere de la dimensiunile specificate, în practică acest mod a devenit larg răspândit la găurirea în metale subțiri și materiale nemetalice. Cu toate acestea, atunci când se forează găuri în materiale groase, sunt preferate impulsurile unice de înaltă energie. Diafragmarea fasciculului laser face posibilă obținerea de găuri modelate, dar această metodă este mai des folosită la prelucrarea filmelor subțiri și a materialelor nemetalice. În cazul în care găurirea cu laser se efectuează în foi subțiri cu o grosime mai mică de 0,5 mm, există o anumită unificare a procesului, constând în faptul că în toate metalele pot fi făcute găuri cu un diametru de 0,001 până la 0,2 mm. puteri relativ mici.

Găurile de găuri în metale pot fi utilizate într-un număr de cazuri. Astfel, cu ajutorul laserelor pulsate se poate realiza echilibrarea dinamică a pieselor care se rotesc cu viteză mare. Dezechilibrul este selectat prin topirea locală a unui anumit volum de material. Laserul poate fi folosit și pentru a monta elemente electronice fie prin evaporarea locală a materialului, fie prin încălzire generală. Densitatea mare de putere, dimensiunea mică a spotului și durata scurtă a impulsului fac din laser un instrument ideal pentru aceste scopuri.

Laserele utilizate pentru găurirea metalului trebuie să ofere o densitate de putere de ordinul 107 - 108 W/cm2 în fasciculul focalizat. Găurirea găurilor cu burghie metalice cu un diametru mai mic de 0,25 mm este o sarcină practică dificilă, în timp ce găurirea cu laser face posibilă obținerea unor găuri cu un diametru proporțional cu lungimea de undă a radiației cu o precizie de plasare destul de mare. Specialiștii de la General Electric (SUA) au calculat că forarea cu laser a găurilor este extrem de competitivă din punct de vedere economic în comparație cu procesarea fasciculului de electroni. În prezent, laserele cu stare solidă sunt utilizate în principal pentru găuri. Acestea oferă rate de repetare a impulsurilor de până la 1000 Hz și putere în modul continuu de la 1 la 103 W, în modul în impulsuri de până la sute de kilowați și în modul Q-switched până la câțiva megawați. Unele rezultate ale prelucrării cu astfel de lasere sunt prezentate în tabel

	Grosimea, mm	Diametrul gaurii, mm	Durată foraj	energie laser,
		intrare	zi libera
Oţel inoxidabil				10 impulsuri
Oțel nichel
Tungsten

Molibden

Găurire în materiale nemetalice

Forarea gaurilor este una dintre primele domenii ale tehnologiei laser. În primul rând, prin arderea găurilor în diferite materiale, experimentatorii le-au folosit pentru a estima energia de radiație a impulsurilor laser. În prezent, procesul de găurire cu laser devine o direcție independentă a tehnologiei laser. Materialele care pot fi găurite cu ajutorul unui fascicul laser includ nemetale, cum ar fi diamantele, pietrele de rubin, ferite, ceramica etc., în care forarea găurilor folosind metode convenționale este dificilă sau ineficientă. Folosind un fascicul laser, puteți găuri găuri de diferite diametre. Următoarele două metode sunt utilizate pentru această operație. În prima metodă, fasciculul laser se mișcă de-a lungul unui contur dat, iar forma găurii este determinată de traiectoria mișcării sale relative. Aici are loc un proces de tăiere, în care sursa de căldură se mișcă cu o anumită viteză într-o direcție dată: în acest caz, de regulă, se folosesc lasere cu undă continuă, precum și cele pulsate, care funcționează cu o repetare crescută a pulsului. rată.

În a doua metodă, numită proiecție, gaura prelucrată urmează forma unui fascicul laser, căruia i se poate da orice secțiune transversală folosind un sistem optic. Metoda de proiecție de găurire are unele avantaje față de prima. Deci, dacă plasați o diafragmă (mască) pe calea fasciculului, atunci în acest fel puteți tăia partea periferică a acesteia și puteți obține o distribuție a intensității relativ uniformă pe secțiunea transversală a fasciculului. Datorită acestui fapt, limita zonei iradiate devine mai ascuțită, conicitatea găurii scade și calitatea se îmbunătățește.

Există o serie de tehnici care vă permit să selectați suplimentar o parte din materialul topit din gaura care este prelucrată. Una dintre ele este crearea unei presiuni excesive cu aer comprimat sau alte gaze, care sunt furnizate zonei de foraj folosind o duză coaxială cu radiație laser. Această metodă a fost folosită pentru a găuri găuri cu un diametru de 0,05-0,5 mm în plăci ceramice cu grosimea de până la 2,5 mm folosind un laser CO2 care funcționează în mod continuu.

Găurirea găurilor în ceramica tare este o sarcină dificilă: metoda convențională necesită o unealtă diamantată, în timp ce alte metode existente au dificultăți asociate cu dimensiunea găurii în diametru, egală cu zecimi de milimetru. Aceste dificultăți sunt vizibile în special atunci când grosimea plăcii care este prelucrată este mai mare decât diametrul găurii. Raportul dintre adâncimea găurii (grosimea materialului) și diametrul său este o măsură a calității producerii găurilor subțiri; este 2:1 pentru găurirea convențională și aproximativ 4:1 pentru metoda ultrasonică utilizată la găurirea ceramicii și a altor materiale refractare.

Metoda laser de găurire a acestei clase de materiale permite obținerea unui raport mai bun cu o precizie foarte mare a plasării găurilor și un timp relativ mai mic. Astfel, la găurirea cu laser a ceramicii de alumină policristalină de înaltă densitate, un laser rubin cu o energie a impulsului de 1,4 J, o lentilă focalizată cu o distanță focală de 25 mm pe suprafața discului și care oferă o densitate de putere de aproximativ 4 S-a folosit -106 W/cm2. În medie, au fost necesare 40 de impulsuri cu o rată de repetiție de 1 Hz pentru a găuri un disc ceramic de 3,2 mm grosime. Durata impulsului laser a fost de 0,5 ms. Găurile rezultate au fost conice cu un diametru de aproximativ 0,5 mm la intrare și 0,1 mm la ieșire. Se poate observa că raportul dintre adâncime și diametrul mediu al găurii este de aproximativ 11:1, ceea ce este semnificativ mai mare decât raportul similar pentru alte metode de găurire. Pentru materiale simple, acest raport în timpul găuririi cu laser poate fi de 50:1.

Pentru a elimina produsele de ardere și faza lichidă din zona de foraj, se folosește suflarea cu aer sau alte gaze. O suflare mai eficientă a produselor are loc atunci când o combinație de suflare din față și vid din partea din spate a probei. O schemă similară a fost folosită pentru a găuri în ceramică cu grosimea de până la 5 mm. Cu toate acestea, îndepărtarea eficientă a fazei lichide în acest caz are loc numai după formarea unei găuri traversante.

În tabel Figura 7 prezintă parametrii găurilor în unele materiale nemetalice și modurile lor de prelucrare.

Material	Parametrii găurii	Modul de procesare
	Diametru, mm	Adâncime, mm	Raportul adâncime-diametru	Energie, J	Durata pulsului	Densitatea fluxului, W/cm2	Numărul de impulsuri pe gaură



Ceramică

Găurirea cu laser a găurilor pe suprafețe dure

Forarea cu laser a găurilor se caracterizează prin procese fizice precum încălzirea, evaporarea și topirea materialului. Se presupune că gaura crește în adâncime ca urmare a evaporării și în diametru ca urmare a topirii pereților și a deplasării lichidului prin presiunea excesivă a vaporilor.

Pentru a produce găuri de precizie cu o toleranță de aproximativ 2 µm, se folosesc lasere cu impulsuri foarte scurte în intervalul ns și ps. Permițându-vă să controlați diametrul găurii la un anumit nivel, de ex. nu conduc la încălzirea și topirea pereților, care sunt responsabili de creșterea diametrului găurii, dar conduc la evaporarea materialului din faza solidă. De asemenea, utilizarea laserelor cu intervale de impuls ns și ps poate reduce semnificativ prezența fazică lichidă solidificată pe suprafețele laterale ale găurii.

În prezent, există mai multe metode de implementare a forării cu laser a găurilor: forarea cu un singur impuls utilizează un singur impuls în urma căruia este forată o gaură. Avantajele acestei metode sunt viteza. Dezavantaje: energie puls mare, grosime redusă și forma canonică a găurii datorită scăderii transferului de energie termică odată cu creșterea adâncimii găurii.

În găurirea cu impact, o gaură este creată sub influența mai multor impulsuri laser de durată și energie nesemnificativă.

Avantaje: capacitatea de a crea găuri mai adânci (aproximativ 100 mm), obținând găuri de diametru mic. Dezavantajul acestei metode este procesul mai lung de foraj.

Forarea inelului are loc sub influența mai multor impulsuri laser. În primul rând, ciocanul laser forează gaura inițială. Apoi mărește orificiul de pornire deplasându-se pe o cale circulară crescândă pe piesa de prelucrat de mai multe ori. Cea mai mare parte a materialului topit este forțat să iasă din gaură în direcție în jos. Găurirea în spirală, spre deosebire de găurirea circulară, nu implică realizarea unei găuri inițiale. Încă de la primele impulsuri, laserul se mișcă pe o cale circulară prin material. Cu această mișcare, apare o cantitate mare de material. Mișcându-se ca o scară în spirală, laserul adâncește gaura. După ce laserul trece prin material, mai pot fi efectuate câteva cercuri. Sunt concepute pentru a lărgi partea inferioară a găurii și a netezi marginile. Găurirea torsadată produce găuri foarte mari și adânci de înaltă calitate. Avantaje: obtinerea de gauri mari si adanci de inalta calitate.

Avantajele găuririi cu laser: capacitatea de a produce găuri mici (mai puțin de 100 de microni), necesitatea de a găuri în unghi, găuri în materiale foarte dure, capacitatea de a produce găuri nerotunde, productivitate ridicată a procesului, efect termic scăzut pe material (cu o scădere a duratei pulsului, încălzirea scade materialul), metodă fără contact care permite găurirea materialelor fragile (diamant, porțelan, ferită, cristal de safir, sticlă), automatizare ridicată a procesului, durată lungă de viață și stabilitate procesului.

Această lucrare este dedicată căutării unor moduri optime de găurire cu laser a găurilor pe diferite suprafețe dure.

Pentru realizarea experimentelor a fost folosit un laser Nd:YAG cu impulsuri în infraroșu cu o lungime de undă de 1064 nm. Cu o putere maximă a laserului de 110 W, o rată de repetare a impulsului de 10 kHz și o durată a impulsului de 84 ns, găurile din această lucrare au fost produse prin forare cu impact. În timpul forării cu laser, puterea radiației laser a variat de la 3,7 W la 61,4 W, iar diametrul spotului laser de pe suprafața probei a variat de la 2 mm la 4 mm.

Forarea cu laser a găurilor a fost efectuată pe următoarele suprafețe dure: plastic (galben), fibră de carbon, aluminiu, grosime 1, 22, respectiv 3 mm. gaura de gaurire cu laser metal

Calitatea găuririi suprafeței cu laser este influențată semnificativ de următorii parametri: puterea medie a radiației laser, diametrul spotului laser pe suprafața probei, proprietățile fizice ale materialului (coeficientul de absorbție a radiației laser de către suprafață, temperatura de topire), lungimea de undă a radiației laser. , durata impulsului și metoda de găurire cu laser (un singur impuls, găurire cu impact etc.).

Tabelul 1 prezintă moduri de găurire cu laser pe diferite suprafețe dure.

Moduri de găurire cu laser pe diferite suprafețe

Găurirea cu laser a materialelor foarte fragile

Foraj cu laser sunt utilizate pe scară largă pentru a produce găuri nu numai în materiale dure și superdure, ci și în materiale caracterizate printr-o fragilitate crescută.

Pentru găurire cu laserÎn prezent folosesc instalația Kvant-11, creată pe baza unui laser YAG-Nd pulsat. Sudarea cu laser se bazează și pe acțiunea de sudare a radiației focalizate de la un laser pulsat. În plus, se utilizează atât sudarea prin cusătură, cât și prin puncte

Principalele procese în timpul laser La găurirea materialelor nemetalice, precum și la tăiere, au loc încălzirea, topirea și evaporarea din zona de iradiere cu laser. Pentru a asigura aceste procese este necesar sa existe densitati de putere de 106 - 107 W/cm2 create de sistemul optic in spotul focal. În acest caz, gaura crește în adâncime datorită evaporării materialelor; există, de asemenea, topirea pereților și ejectarea fracției lichide din cauza presiunii excesive de vapori create.Industria internă utilizează în prezent pe scară largă găurirea cu laser a găurilor în diamante, oferind precizie ridicată și control asupra formării găurilor în timpul procesului de găurire.

Găurirea găurilor cu burghie metalice cu un diametru mai mic de 0,25 mm este o sarcină practică dificilă, în timp ce foraj cu laser vă permite să obțineți găuri cu un diametru proporțional cu lungimea de undă a radiației, cu o precizie de plasare destul de mare.

Din experimente se știe că caracteristicile tehnice și caracteristicile tăierii cu laser de precizie a plăcilor subțiri de metal sunt determinate în general de aceleași condiții și factori ca și caracteristicile tehnice ale proceselor. foraj cu laser multipuls . Lățimea medie a unei tăieturi în plăci subțiri de metal este de obicei de 30 - 50 de microni pe toată lungimea probei, pereții lor sunt aproape paraleli, iar suprafața nu conține defecte mari sau incluziuni străine. Una dintre caracteristicile tăierii cu radiații pulsate este posibilitatea așa-numitului efect de canalizare. Acest efect este exprimat prin antrenarea unui fascicul de înaltă calitate (difracție) în canalul format de impulsuri anterioare prin reflecție de pe peretele său. Formarea unui nou canal începe după ce întregul fascicul de difracție este deplasat dincolo de contururile celui precedent. Acest proces determină rugozitatea finală a peretelui tăiat și poate stabiliza precizia de tăiere compensând instabilitatea modelului în timpul prelucrării cu mai multe treceri. În acest caz, rugozitatea marginilor tăiate nu a depășit de obicei 4 - 5 microni, ceea ce poate fi considerat destul de satisfăcător.

Laserele efectuează, de asemenea, o astfel de operație, cum ar fi finisarea brută a matrițelor uzate la următorul diametru mai mare conform standardului. Dacă cu găurirea mecanică această operație a durat aproximativ 20 de ore, atunci cu În găurirea cu laser, necesită doar câteva zeci de impulsuri. Intervalul de timp total este de aproximativ 15 minute pentru degroșarea unei matrițe.

Forarea găurilor este probabil unul dintre primele domenii ale tehnologiei laser. În prezent, procesul Forajul cu laser devine o zonă independentă a tehnologiei laser și ocupă o pondere semnificativă în industria internă și străină. Materialele care pot fi găurite cu ajutorul unui fascicul laser includ nemetale, cum ar fi diamantele, pietrele de rubin, ferite, ceramica etc., în care forarea găurilor folosind metode convenționale este dificilă sau ineficientă.

Cu toate acestea, atunci când se forează găuri în materiale groase, sunt preferate impulsurile unice de înaltă energie. Diafragmarea fasciculului laser face posibilă obținerea de găuri modelate, dar această metodă este mai des folosită la prelucrarea filmelor subțiri și a materialelor nemetalice. În acest caz, La când l foraj cu laser este produs în foi subțiri cu o grosime mai mică de 0,5 mm, existând o oarecare unificare a procesului, constând în faptul că în toate metalele se pot produce găuri cu diametrul de 0,001 până la 0,2 mm la puteri relativ mici. Pentru grosimi mari, conform Fig. 83, neliniaritatea apare datorită efectului de ecranare.

Chiar și mai devreme, s-a observat că utilizarea PCB-urilor flexibile crește fiabilitatea acestora, reduce timpul de asamblare a dispozitivului cu sute de ore și oferă un câștig în volum și greutate de 2-4 ori în comparație cu utilizarea PCB-urilor rigide în MEA. Acum, obstacolul existent anterior în dezvoltarea PCB-urilor flexibile, și anume binecunoscutul conservatorism al designerilor obișnuiți să lucreze cu PCB-uri convenționale, poate fi considerat o etapă trecută. În același timp, sarcina de reducere a tensiunilor mecanice dintre PCB și LSI-urile instalate pe acesta în suportul de cristal este simplificată și, de asemenea, devine posibilă obținerea găurirea cu laser a găurilor subminiaturale cu diametrul de 125 microni (în loc de 800 microni în PCB-urile convenționale) pentru comutarea între straturi prin umplerea continuă a acestora cu cupru. În cele din urmă, PCB-ul flexibil din poliimidă este transparent, permițându-vă să inspectați vizual toate îmbinările de lipit din fiecare strat în condiții de iluminare atent selectate.

Concluzie

În concluzie, aș dori să mă opresc asupra unor probleme generale ale introducerii tehnologiilor laser în producția modernă.

Prima etapă a creării unei instalații tehnologice laser este elaborarea specificațiilor tehnice. În multe cazuri, clienții încearcă să joace în siguranță și includ caracteristici care depășesc cu mult nevoile reale de producție. Ca urmare, costul echipamentelor crește cu 30-50%. În mod paradoxal, motivul pentru aceasta este, de regulă, costul relativ ridicat al sistemelor laser. Mulți lideri de afaceri susțin următoarele:

„...dacă cumpăr echipamente noi scumpe, atunci caracteristicile acestuia ar trebui să depășească normele care sunt necesare în acest moment, „poate” cândva voi avea nevoie de el...”. Ca rezultat, capabilitățile potențiale ale echipamentului nu sunt niciodată utilizate, iar timpul de amortizare crește.

Un exemplu al acestei abordări este trecerea de la marcarea mecanică a pieselor la marcarea cu laser. Principalele criterii de marcare sunt contrastul inscripției și rezistența la abraziune. Contrastul este determinat de raportul dintre lățimea și adâncimea liniei de gravură. Lățimea minimă a liniei pentru gravarea mecanică este de aproximativ 0,3 mm. Pentru a obține o inscripție contrastantă, adâncimea acesteia ar trebui să fie de aproximativ 0,5 mm. Prin urmare, în multe cazuri, la întocmirea specificațiilor tehnice pentru o instalație cu laser, acești parametri sunt luați în considerare. Dar lățimea liniei pentru gravarea cu laser este de 0,01-0,03 mm, respectiv, adâncimea inscripției poate fi făcută de 0,05 mm, adică. un ordin de mărime mai mic decât la mecanic. Prin urmare, relația dintre puterea laserului și timpul de marcare poate fi optimizată în raport cu costul sistemului. Ca urmare, prețul sistemului laser este redus și, ca urmare, timpul de amortizare al acestuia.

Introducerea tehnologiilor laser în multe cazuri face posibilă rezolvarea problemelor „vechi” folosind metode fundamental noi. Un exemplu clasic în acest sens este aplicarea de inscripții de protecție, ștampile etc. asupra produselor pentru a asigura protecția împotriva contrafacerii. Capacitățile tehnologiei laser fac posibilă identificarea unei inscripții de securitate printr-o singură linie în inscripție. Capacitatea de a utiliza metode criptografice face posibilă implementarea protecției „dinamice” împotriva contrafacerii, de ex. menținând în același timp tiparul de ansamblu, după un anumit timp se schimbă unele elemente, recunoscute doar de experți sau echipamente speciale. Inaccesibilă metodelor mecanice de contrafacere este capacitatea de a crea o margine mică (3-10 microni) cu un laser din emisiile de metal la marginile liniei de gravură. Utilizarea integrată a unor astfel de tehnici minimizează probabilitatea de contrafacere și o face neprofitabilă din punct de vedere economic.

Introducerea tehnologiilor laser în această etapă de dezvoltare tehnologică (trecerea de la capitalismul „sălbatic” la producția normală) este doar una dintre opțiunile pentru începutul formării a ceea ce se numește producție de înaltă tehnologie. Acele întreprinderi mici care folosesc mai multe sisteme laser de acest fel au confirmat legea dialecticii trecerii de la cantitate la calitate. Echipamentul nou necesită metode fundamental noi de întreținere, ceea ce necesită, de obicei, o atenție sporită din partea personalului și menținerea „curățeniei” în camera în care se află. Acestea. Există o tranziție la un nivel calitativ nou al culturii de producție. În acest caz, de obicei, numărul de angajați scade, iar managerii întreprinderii încep să rezolve problemele de organizare a muncii nu a „colectivului de muncă”, ci de optimizare a muncii întreprinderii, în care angajații sunt doar o parte integrantă a acesteia. proces tehnologic. Indiferent dacă tehnologia laser va fi folosită în această producție în viitor sau nu, experiența acumulată și cultura formată nu vor dispărea nicăieri. Aceasta este ceea ce observatorii externi numesc de obicei o revoluție tehnologică sau științifico-tehnică, deși de fapt este un proces evolutiv normal. Istoricul dezvoltării multor companii mari de tehnologie arată că la un moment dat în timpul etapelor inițiale de dezvoltare, toate au trecut printr-o fază de tranziție similară. S-ar putea dovedi că în prezent ne aflăm într-o etapă de dezvoltare tehnologică în care investițiile relativ mici în noile tehnologii acum vor duce la profituri mari în viitor. În sinergetică, știința sistemelor de auto-organizare, o astfel de situație este supusă legii „fluturelui” (R. Bradbury „Și tunetul a lovit...”), care descrie procesul în care mici schimbări din trecut sau prezent conduc la consecințele globale în viitor.

Lista literaturii folosite

1. Rykalin N.N. Prelucrarea cu laser a materialelor. M., Inginerie mecanică, 1975, 296 p.

2. Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Procese tehnologice de prelucrare cu laser: Manual. manual pentru universități / Ed. A.G. Grigoryants. - M.: Editura MSTU im. N.E. Bauman, 2006. -664 p.

3. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Aplicarea laserelor în inginerie mecanică și fabricarea instrumentelor. - L., Inginerie mecanică. Leningr. catedra, 1978, 336 p.

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

Dezvoltarea unei mașini pentru găuri în cotorul unui bloc de carte din materiale tipărite. Analiza echipamentelor existente pentru găuri, dezavantajele sale. Elaborarea unei scheme tehnologice a mașinii și proiectarea capului de foraj.

teză, adăugată 29.07.2010

Etapele dezvoltării unui instrument de găurire în piese: așezarea piesei de prelucrat într-un plan orizontal pe suprafață, selectarea echipamentelor pentru procesul tehnologic, calcularea condițiilor de tăiere, erorile de fabricație și precizia montajului.

lucrare de curs, adăugată 16.11.2010

Baza tehnologică a procesului de găurire. Tipuri de mașini și componentele lor principale. Influența elementelor materiale și geometrice ale burghiului. Modificarea parametrilor geometrici ai părții de tăiere a burghiilor. Moduri de bază ale operațiunilor de finisare pentru fabricarea burghiului.

teză, adăugată 30.09.2011

Istoria mașinilor de tăiat metal. Scopul găuririi este o operațiune de producere a găurilor în diverse materiale în timpul prelucrării lor, al cărei scop este acela de a face găuri pentru filetare, decufundare și alezare. Tipuri de bază de broșare.

prezentare, adaugat 10.05.2016

Principalele dificultăți ale procesării găurilor. Opțiuni de setare pentru operațiunile de foraj adânc. Funcțiile fluidului de tăiere, metodele de alimentare a acestuia. Tipuri de foraj adânc. Formarea așchiilor satisfăcătoare și îndepărtarea lor din gaură.

manual de instruire, adăugat 12.08.2013

Descrierea operațiunilor tehnologice - găurire și alezare pentru obținerea de găuri în partea plăcii jig. Selectarea unei mașini-unelte pentru prelucrarea acesteia. Principiul funcționării sale și calculul preciziei. Determinarea condițiilor de tăiere și a forței de strângere.

lucrare curs, adăugată 17.01.2013

Formarea găurilor în metal solid prin găurire, precizia prelucrării acestora, set de scule; clasa de rugozitate a suprafeței. Moduri de găurire, scufundare, alezare. Dezvoltarea unei scheme de prindere a piesei; calculul erorii de poziţionare şi al forţei de strângere.

munca de laborator, adaugat 29.10.2014

Găurirea, alezarea, frecarea și alezarea găurilor în piese mari și grele. Mărci de materiale recomandate pentru freze de rindeluit, caracteristicile acestora. Calculul condițiilor de tăiere pentru fabricarea strunjirii longitudinale a unui arbore din oțel.

test, adaugat 21.11.2010

Tehnologia laser. Principiul de funcționare al laserelor. Proprietățile de bază ale unui fascicul laser. Monocromaticitatea radiației laser. Puterea sa. Impuls gigantic. Aplicarea fasciculului laser în industrie, tehnologie, medicină. Holografie.

rezumat, adăugat 23.11.2003

Găurirea este procesul de a face găuri în material solid folosind o unealtă numită burghiu. Determinarea principalelor factori care influențează acuratețea procesului tehnologic, mișcările existente: direcționale de rotație și translație.

Tehnologiile laser sunt capabile să joace un rol din ce în ce mai important în prelucrarea industrială a materialelor. Ei efectuează cu succes tăiere, sudură, găurire, prelucrare termică a suprafețelor, scriere și alte operațiuni. Avantajele acestui lucru includ productivitate mai mare, calitate perfectă, unicitatea operațiunilor efectuate în locuri îndepărtate sau suprafețe foarte mici. Sistemele automate de poziționare și focalizare a complexelor laser fac aplicarea acestora și mai eficientă, iar ușurința în exploatare creează condiții prealabile pentru implementarea lor largă în procesele de producție

S.N. Kolpakov, A.A. Acceptabil,
Alt Laser LLC, Harkov

În prezent, laserul realizează cu succes o serie de operații tehnologice, în primul rând precum tăierea, sudarea, forarea unei găuri, tratarea termică a suprafeței, marcarea, marcarea, gravarea etc., iar în unele cazuri oferă avantaje față de alte tipuri de prelucrare. Astfel, găurile în materiale pot fi finalizate mai rapid, iar marcarea materialelor diferite este mai avansată. În plus, unele tipuri de operații care anterior erau imposibile din cauza intensității crescute a muncii sunt efectuate cu mare succes. De exemplu, sudarea materialelor și forarea găurilor pot fi efectuate prin sticlă în vid sau atmosferă de diferite gaze

Prelucrarea materialelor industriale a devenit unul dintre domeniile în care laserele sunt cele mai utilizate pe scară largă. Înainte de apariția laserelor, principalele surse de căldură pentru procesare erau o torță cu gaz, o descărcare cu arc electric, un arc de plasmă și un fascicul de electroni. Odată cu apariția laserelor care emit energie mare, a devenit posibil să se creeze densități mari de flux de lumină pe suprafața procesată. Rolul laserelor ca surse de lumină, care funcționează în moduri de impuls continuu, pulsat sau gigant, este de a asigura la suprafața materialului prelucrat o densitate de putere suficientă pentru a-l încălzi, topi sau evapora, care stă la baza tehnologiei laser.

În prezent, laserul efectuează cu succes o serie de operații tehnologice, în primul rând precum tăierea, sudarea, forarea găurilor, tratarea termică a suprafeței, marcarea, marcarea, gravarea etc., iar în unele cazuri oferă avantaje față de alte tipuri de prelucrare. Astfel, găurile în materiale pot fi finalizate mai rapid, iar marcarea materialelor diferite este mai avansată. În plus, unele tipuri de operații care anterior erau imposibil de efectuat din cauza accesibilității dificile sunt realizate cu mare succes. De exemplu, sudarea materialelor și forarea găurilor se poate face prin sticlă în vid sau atmosferă de diferite gaze.

Cuvântul „laser” este alcătuit din literele inițiale din sintagma engleză Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, care tradusă în rusă înseamnă: amplificarea luminii prin emisie stimulată. . În mod clasic, s-a întâmplat ca atunci când descriem tehnologiile laser pentru prelucrarea materialelor, atenția principală este acordată numai laserelor înșiși, principiilor de funcționare a acestora și parametrilor tehnici. Cu toate acestea, pentru a implementa orice proces de prelucrare dimensională cu laser a materialelor, pe lângă un laser, un sistem de focalizare a fasciculului, un dispozitiv pentru controlul mișcării fasciculului de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat sau un dispozitiv pentru deplasarea produsului în raport cu fasciculul, un sistem de injecție de gaz, sistemele optice de ghidare și poziționare, precum și software-ul de control sunt, de asemenea, necesare procese de tăiere cu laser, gravare etc. În majoritatea cazurilor, alegerea parametrilor dispozitivelor și sistemelor care deservesc direct laserul nu este mai puțin importantă. decât parametrii laserului în sine. De exemplu, pentru marcarea rulmenților cu un diametru mai mic de 10 mm sau sudarea cu laser de precizie în puncte, timpul petrecut pentru poziționarea și focalizarea produsului depășește timpul de gravare sau sudare cu unul până la două ordine de mărime (timpul necesar pentru a marca un rulment). este de aproximativ 0,5 s). Prin urmare, fără utilizarea sistemelor automate de poziționare și focalizare, utilizarea complexelor laser în multe cazuri devine nepractică din punct de vedere economic. Analogia sistemelor laser cu mașinile arată că laserul îndeplinește funcțiile unui motor. Oricât de bun ar fi motorul, mașina nu se va mișca fără roți și orice altceva.

Astfel, sarcina utilizării tehnologiilor laser în producția modernă ar trebui luată în considerare nu numai din punctul de vedere al parametrilor tehnici ai laserului în sine, ci și ținând cont de caracteristicile echipamentelor și software-ului, care fac posibilă utilizarea specificului proprietățile laserului pentru a rezolva o anumită problemă tehnologică.

Orice sistem laser conceput pentru prelucrarea dimensională a materialelor este caracterizat de următorii parametri:

viteza de prelucrare (tăiere, gravare etc.);
rezoluţie;
acuratețea procesării;
dimensiunea câmpului de lucru;
gama de materiale de prelucrare (metale feroase, metale neferoase, lemn, plastic etc.);
gama de dimensiuni si greutati ale produselor destinate prelucrarii;
configurația produsului (de exemplu, gravarea pe suprafețe plane, cilindrice, ondulate);
timpul necesar pentru modificarea sarcinilor efectuate (schimbarea modelului de gravură, configurația liniei de tăiere, schimbarea materialului de prelucrare etc.);
timpul de instalare și poziționare a produsului;
parametrii condițiilor de mediu (interval de temperatură, umiditate, praf) în care poate fi funcționat sistemul;
cerințe pentru calificarea personalului de serviciu.

Principalele caracteristici tehnice care determină natura prelucrării sunt parametrii energetici ai laserului - energia, puterea, densitatea energiei, durata pulsului, structurile spațiale și temporale ale radiației, distribuția spațială a densității puterii radiației în punctul de focalizare, condițiile de focalizare, proprietățile fizice ale materialului (reflexivitate, proprietăți termofizice, punctul de topire etc.).

Găurirea cu laser a găurilor în metale

Există avantaje în utilizarea unui laser ca instrument de găurit.

Nu există contact mecanic între instrumentul de găurit și material, precum și ruperea și uzura burghiilor.

Se obține un raport mai mare dintre adâncime și diametrul de găurire decât este cazul altor metode de găurire.

La găurire, precum și la tăiere, proprietățile materialului prelucrat influențează semnificativ parametrii laser necesari pentru efectuarea operației. Forarea se efectuează cu lasere pulsate care funcționează atât în modul de rulare liberă cu o durată a impulsului de aproximativ 1 μs, cât și în modul Q-switched cu o durată de câteva zeci de nanosecunde. În ambele cazuri, există un efect termic asupra materialului, topirea și evaporarea acestuia. Gaura crește în adâncime în principal din cauza evaporării, iar în diametru - datorită topirii pereților și a fluxului de lichid sub presiunea de vapori în exces creată.

Laserele utilizate pentru găurirea în metal trebuie să asigure o densitate de putere de ordinul 10 7 -10 8 W/cm 2 în fasciculul focalizat. Găurirea găurilor cu burghie metalice cu un diametru mai mic de 0,25 mm este o sarcină practică dificilă, în timp ce găurirea cu laser face posibilă obținerea unor găuri cu un diametru proporțional cu lungimea de undă a radiației cu o precizie de plasare destul de mare. Specialiștii de la General Electric (SUA) au calculat că forarea cu laser a găurilor este foarte competitivă din punct de vedere economic în comparație cu procesarea fasciculului de electroni (Tabelul 1). În prezent, laserele cu stare solidă sunt utilizate în principal pentru găuri. Acestea oferă rate de repetare a impulsurilor de până la 1000 Hz și putere în modul continuu de la 1 la 10 3 W, în modul în impulsuri - până la sute de kilowați, iar în modul Q-switched - până la câțiva megawați. Unele rezultate ale prelucrării cu astfel de lasere sunt prezentate în tabel. 2.

Sudarea metalelor cu laser

Sudarea cu laser a avut două etape în dezvoltarea sa. Inițial, a fost dezvoltată sudarea în puncte. Acest lucru s-a explicat prin disponibilitatea la acea vreme a laserelor puternice cu stare solidă cu impulsuri. În prezent, odată cu disponibilitatea laserelor puternice cu CO 2 cu gaz și Nd:YAG în stare solidă care furnizează radiație continuă și pulsată-continuă, este posibilă sudarea cusăturii cu o adâncime de penetrare de până la câțiva milimetri. Sudarea cu laser are o serie de avantaje în comparație cu alte tipuri de sudare. În prezența unei densități mari de flux de lumină și a unui sistem optic, penetrarea locală este posibilă într-un punct dat cu mare precizie. Această împrejurare face posibilă sudarea materialelor în zone greu accesibile, într-o cameră vid sau umplută cu gaz dacă are ferestre transparente la radiația laser. Sudarea, de exemplu, a elementelor microelectronice într-o cameră cu atmosferă de gaz inert prezintă un interes practic deosebit, deoarece în acest caz nu există reacții de oxidare.

Sudarea pieselor are loc la densități de putere semnificativ mai mici decât tăierea. Acest lucru se explică prin faptul că sudarea necesită doar încălzirea și topirea materialului, adică sunt necesare densități de putere care sunt încă insuficiente pentru o evaporare intensă (10 5 -10 6 W/cm 2), cu o durată a impulsului de aproximativ 10 - 3 -10 -4 Cu. Deoarece radiația laser concentrată pe materialul care este prelucrat este o sursă de căldură de suprafață, căldura este transferată în adâncimea pieselor sudate datorită conductibilității termice, iar zona de penetrare se modifică în timp cu un mod de sudare selectat corespunzător. În cazul densităților de putere insuficiente, există o lipsă de pătrundere a zonei sudate, iar în prezența densităților mari de putere se observă evaporarea metalului și formarea de găuri.

Sudarea se poate face pe o mașină de tăiat cu laser cu gaz la puteri mai mici și folosind o injecție slabă de gaz inert în zona de sudare. Cu o putere laser CO 2 de aproximativ 200 W, este posibilă sudarea oțelului cu grosimea de până la 0,8 mm la o viteză de 0,12 m/min; Calitatea cusăturii nu este mai slabă decât în cazul procesării fasciculului de electroni. Sudarea cu fascicul de electroni are viteze de sudare puțin mai mari, dar se realizează într-o cameră cu vid, ceea ce creează neplăceri mari și necesită costuri de timp semnificative.

În tabel Figura 3 prezintă date despre sudarea cap la cap cu un laser CO 2, putere 250 W, a diferitelor materiale.

La alte puteri de radiație laser CO2, s-au obținut datele de sudare a cusăturii prezentate în Tabelul 1. 4. La sudarea suprapunerii, capătului și colțului s-au obținut viteze apropiate de cele indicate în tabel, cu pătrunderea completă a materialului care se sudează în zona afectată de grinda.

Sistemele de sudare cu laser sunt capabile să sudeze metale diferite, producând efecte termice minime datorită dimensiunii mici a spotului laser și să sudeze fire subțiri cu un diametru mai mic de 20 de microni într-o configurație fir-la-sârmă sau fir-la-foală.

Literatură

1. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Aplicarea laserelor în inginerie mecanică și fabricarea instrumentelor. — L.: Inginerie mecanică. Leningr. catedra, 1978. - 336 p.

2. Rykalin N.N. Prelucrarea cu laser a materialelor. - M., Inginerie mecanică, 1975. - 296 p.

Compoziția amestecurilor de beton utilizate în construcții include materiale grosiere precum piatra zdrobită și pietriș. În plus, structurile din beton sunt armate. Prin urmare, la găurire, unealta trebuie să depășească obstacolele din metal și piatră. Calitatea unei găuri forate în beton depinde direct de alegerea corectă a sculei și a metodei de găurire.

Forarea uscată a betonului este procesul de formare a unei găuri fără utilizarea apei sau a oricărui alt lichid de răcire. Astăzi este dificil de imaginat o metodă mai fiabilă, mai sigură și mai precisă decât găurirea suprafețelor de beton cu unelte acoperite cu diamant. Un astfel de foraj se realizează cu instalații speciale, care la rândul lor necesită anumite abilități de manipulare. Prin urmare, pentru ajutor, este mai bine să apelați la profesioniști care știu bine să facă acest lucru rapid și eficient.

Uneltele diamantate vă permit să găuriți cu un diametru de la 15 la 1000 mm și o adâncime de până la 5 m

Lista sarcinilor rezolvate prin găurire este foarte largă.

Practic, găurirea cu diamant este folosită pentru a crea găuri în tavane și pereți pentru:

conducte de încălzire, alimentare cu gaz, alimentare cu energie electrică;
sisteme de securitate la incendiu;
sisteme de ventilație și aparate de aer condiționat;
diverse comunicații (Internet, telefon etc.);
montaj de garduri si balustrade pe deschiderile scarilor;
instalarea ancorelor chimice;
instalarea echipamentelor pentru piscine.

Tehnologia de găurire cu diamant poate fi folosită și pentru a tăia deschideri în podele și pereți. pentru conducte de aerisire, usi, ferestre si alte necesitati in cazurile in care nu este posibila folosirea utilajelor speciale pentru taierea betonului in acest scop.

Tehnologia acestei metode este că găurile cu un diametru de 130-200 mm sunt găurite de-a lungul perimetrului viitoarei deschideri. Apoi, marginile deschiderii sunt nivelate folosind un burghiu cu ciocan sau un amestec de ciment-nisip. În ciuda faptului că această metodă necesită mult timp, rezultatul nu este practic diferit de tăiere. Această tehnologie se numește foraj cu diamant în linie.

Găurirea betonului fără impact

Tehnologia de găurire cu diamant se bazează pe o caracteristică unică a diamantului - duritatea sa de neegalat. Muchia tăietoare a sculei de găurit este acoperită cu un strat care conține diamant, așa-numita „matrice”. În timpul procesului de găurire, segmentele de diamant ale sculei produc distrugeri locale fără șocuri în zona de tăiere. Concomitent cu distrugerea betonului, are loc abraziunea matricei în sine, dar, deoarece este multistratificată, pe suprafața sa apar noi granule de diamant, iar marginea de lucru rămâne ascuțită pentru o lungă perioadă de timp.

Găurirea cu diamant are un avantaj foarte important - absența completă a impactului puternic asupra suprafeței betonului și zgomotul insuportabil. Astfel de calități pozitive fac ca tehnologia diamantelor să fie indispensabilă atunci când se efectuează lucrări de reparații în apartamentele clădirilor cu mai multe etaje. Găurirea cu diamant vă permite să evitați formarea de fisuri pe suprafețele pereților, care mai devreme sau mai târziu duc la o pierdere completă a capacității lor portante, o scădere a nivelului de izolare termică și fonică și o deteriorare a caracteristicilor de rezistență.

Deoarece în construcția monolitică este imposibil să se prealeze toate găurile tehnologice pentru diverse nevoi, găurirea cu o unealtă diamantată devine singura modalitate de a crea deschideri atunci când se așează încălzirea, alimentarea cu apă și alte conducte de comunicații. Utilizarea unui ciocan-pilot pentru astfel de lucrări nu este doar neprofitabilă din punct de vedere economic, ci și extrem de nesigură, deoarece sarcinile dinamice pe curele de armare pot provoca fisuri pe suprafețele de beton.

Uneltele diamantate sunt populare datorită capacității lor de a găuri betonul cu orice grad de armare

Găurirea cu diamant se poate face în două moduri: folosind apă, ceea ce reduce încălzirea instrumentului, și, de asemenea, „uscat”. Din punct de vedere tehnologic, găurirea uscată este mult mai simplă și, prin urmare, mai convenabilă. Se realizează cu ajutorul unor coroane speciale numite „tăietoare uscate”. Corpul acestor coroane are orificii de trecere care asigură disiparea căldurii și reduc riscul de deformare.

Spre deosebire de uneltele de găurit umede, ale căror segmente de diamant sunt atașate la suprafața de lucru prin lipire, biții de găurit uscate sunt realizate exclusiv prin sudare cu laser.

De ce este atât de importantă sudarea cu laser a segmentelor de diamant în forajul uscat? Răspunsul este foarte simplu: temperatura în zona de foraj fără utilizarea lichidului de răcire crește foarte repede la 600 de grade.

Această temperatură este punctul de topire al lipirii obișnuite, astfel încât segmentul lipit cu ajutorul său pur și simplu zboară și rămâne în gaură. Pentru a continua lucrul, segmentul trebuie scos din gaură, deoarece este imposibil să-l găuriți. O unealtă cu segmente sudate prin sudare cu laser este capabilă să reziste la temperaturi destul de ridicate și nu devine „unsuroasă” în timpul funcționării.

Husqvarna a fost unul dintre primii care a propus ideea de găuri uscate în suprafețele din beton. Ea a dezvoltat un adaptor special pentru această metodă, cu capacitatea de a se conecta la un aspirator.

Aspiratorul indeparteaza praful generat in timpul gauririi si raceste burtul in acelasi timp. Deoarece adaptorul este conectat la baza burghiului, praful se adună direct în zona de foraj și nu se răspândește în toată încăperea.

Avantajele forajului uscat

Principalul avantaj al forării uscate cu diamant este capacitatea de a utiliza această metodă în cazurile în care utilizarea răcirii cu apă este inacceptabilă. In afara de asta, Mașina de găurit uscat poate fi folosită în spații relativ mici. Instalarea pentru metoda umedă ocupă o suprafață mult mai mare, deoarece este echipată, de regulă, cu un rezervor de apă destul de impresionant, folosit pentru răcirea instrumentului.

Metoda uscată de găurire în beton este deosebit de relevantă atunci când lucrarea este efectuată:

în imediata apropiere a cablurilor electrice;
în locurile în care nu există alimentare cu apă;
în spații cu finisaj fin;
cu riscul de a inunda cu apă încăperile inferioare.

Din păcate, metoda uscată are multe dezavantaje. Principala este incapacitatea de a lucra cu productivitate și sarcină maximă. Acest lucru se datorează încălzirii rapide a segmentelor de diamant, ceea ce duce la o scădere a intensității resursei instrumentului și la eșecul rapid al acesteia. Cu metoda uscată, procesul de găurire este întrerupt periodic pentru a răci unealta prin fluxuri de aer-vortex.

Găurirea uscată are limitări în ceea ce privește diametrul și adâncimea găurilor

Astfel, forarea umedă este o metodă de preferat, în ciuda faptului că utilizarea sa implică eforturi suplimentare pentru organizarea muncii, și anume, este necesar să se aibă grijă de alimentarea și drenarea apei. Cu toate acestea, atunci când se efectuează lucrări de un volum suficient de mare, eforturile suplimentare asociate cu alimentarea cu apă nu vor fi la fel de împovărătoare în comparație cu costurile metodei uscate. Cu alte cuvinte, este mult mai ușor să ai grijă de alimentarea și scurgerea apei decât să forezi cu mult efort și timp.

Instrument de prelucrare utilizat

Pentru găurirea uscată, se folosesc carote de diamant care nu necesită răcire suplimentară. Acestea sunt răcite datorită fluxurilor de aer și a lubrifierii de înaltă calitate. Coroana arată ca un cilindru metalic gol. La un capăt al acestui pahar se află o margine de tăiere acoperită cu diamant. Cealaltă parte sau din spate a coroanei este destinată prinderii în echipamentul utilizat și are dop.

Coroana produce mișcări circulare de tăiere în timpul găuririi. Aceste mișcări au loc cu viteză mare și sub presiune, astfel încât unealta distruge foarte precis zona dorită a suprafeței betonului. Viteza de găurire și uzura sculei depind direct de forța de presiune. Presiunea foarte mare duce la distrugerea rapidă a sculei, iar presiunea foarte scăzută reduce semnificativ viteza de găurire. Prin urmare, calculul corect al forței mecanice este foarte important. La calcularea acestei forțe, trebuie luate în considerare aria totală a segmentelor de diamant și tipul de material care este prelucrat.

Există un număr mare de varietăți de coroane de diamant. În funcție de mărimea lor, acestea sunt împărțite în:

de dimensiuni mici;
in medie;
de dimensiuni mari;
foarte mare.

Coroanele mici includ coroane cu un diametru de 4-12 mm. Sunt utilizate în principal pentru găurirea unor găuri mici pentru cablarea electrică. Biți medii au diametrul de 35-82 mm și sunt folosiți la găuri pentru prize, țevi mici etc.

Biți mari cu diametrul de 150-400 mm sunt utilizați pentru găuri în structurile permanente din beton armat, de exemplu, pentru introducerea cablurilor electrice de înaltă tensiune sau a canalizării. Duzele cu diametre de 400-1400 mm sunt utilizate în dezvoltarea infrastructurii destul de puternice. De fapt, 1400 mm nu este limita pentru coroane.

La cerere se poate realiza o duză mai mare. Un parametru important este și lungimea sculei de găurit. Lungimea celor mai scurte duze nu depășește 15 cm. Lungimea coroanelor din clasa de mijloc este de 400-500 cm.

În funcție de forma suprafeței de tăiere, se disting următoarele tipuri de burghie pentru beton:

inel. Arata ca o matrice solida de diamant in forma de inel, atasata de corp. De obicei, astfel de burghie au un diametru mic, dar există și excepții;
Angrenaj sunt cel mai comun tip de carotaje. ;
combinate. Astfel de coroane sunt utilizate în principal pentru tipuri speciale de lucrări din beton.

Partea de tăiere a angrenajului constă din elemente diamantate individuale, care pot fi de la 3 la 32

Materialul din care sunt realizate segmentele și în care sunt fixate diamantele se numește liant, iar în limbajul profesioniștilor - o matrice. Oferă segmentului de diamant forma și rezistența. În timpul utilizării practice, matricea trebuie să se uzeze în așa fel încât diamantele „de lucru” să se desprindă după ce devin tocite, iar diamantele noi și ascuțite acționează ca „înlocuitor” lor pe suprafața de tăiere.

În funcție de locația diamantelor în matricea segmentelor de tăiere, coroanele sunt împărțite în:

un singur strat. Matricea în acest caz are un singur strat de suprafață de tăietori cu diamant. Densitatea lor nu este mai mare de 60 buc/carat. Vârfurile de diamant cu un singur strat sunt considerate cele mai de scurtă durată. Sunt utilizate în principal pentru găurirea betonului fără armături;
multistrat. Densitatea micro-incisivilor din astfel de matrici poate fi de până la 120 bucăți/carat. Coroanele multistrat se mai numesc si autoascutibile. Când stratul de suprafață de diamante se uzează, următorul strat este expus;
impregnat. Astfel de coroane au și o matrice cu mai multe straturi de granule de diamant, dar densitatea lor este de aproximativ 40-60 bucăți/carat.

În ciuda varietății de tipuri de unelte diamantate, structura lor este identică. De regulă, constă dintr-un corp metalic de susținere și un strat care conține diamant, care interacționează direct cu materialul și formează baza instrumentului. Acest strat este un amestec de diamante și pulbere metalică.

Cu cât este selectată mai precis compoziția liantului, cu atât instrumentul cu diamant va funcționa mai eficient și mai bine în ansamblu. Nu există o rețetă standard pentru realizarea liantului.

Fiecare producător important își dezvoltă propria formulă de strat purtător de diamant pentru fiecare instrument, asigurându-i astfel unicitatea.

Cele mai populare consumabile de la următorii producători sunt acum:

Bosch. Produsele fabricate sub acest brand asigură lucrări de construcție de înaltă calitate, deoarece sunt fiabile și au o durată de viață lungă;
Husqvarna. Acest producător este renumit pentru utilizarea tehnologiilor inovatoare în fabricarea sculelor cu diamant;
Cedima este unul dintre cei mai importanti producatori de scule de taiere pentru beton;
Rothenberger. Această companie este angajată în producția de echipamente de foraj cu diamante și componente pentru aceasta;
Hilti este specializată în producția de echipamente de foarte înaltă calitate și își îmbunătățește constant procesul de producție;
Ancoră- firma autohtona. Inițial, s-a angajat în vânzarea de echipamente străine, dar din 2007 a început să producă propriile instrumente.

Husqvarna este un pionier în forajul diamantat pentru beton industrial

Rotirea coroanei are loc datorită forței echipamentului de foraj. Bitul poate fi instalat fie pe un burghiu conventional, fie pe o instalatie speciala. Instalarea rotește unealta la viteză mare, dar nu există niciun impact. Duza se rotește pur și simplu și apasă treptat pe suprafața betonului. Astfel, mușcă în grosimea betonului milimetru cu milimetru.

Deoarece coroana este goală în interior, doar pereții ei sunt tăiați în beton. Acest lucru accelerează și simplifică semnificativ procesul de lucru. Coroana va pătrunde în suprafața peretelui în poziția dorită în doar câteva minute, iar apoi va trebui pur și simplu scoasă împreună cu bucata de beton tăiată.

Etapele principale ale procesului tehnic

Algoritmul de lucru pentru forarea structurilor din beton este următorul:

selecția coroanei;
ansamblu instalație de foraj;
pregătirea șantierului de lucru;
marcarea suprafeței de lucru cu indicarea exactă a centrului de foraj;
instalarea unității pe o suprafață de lucru;
instalarea unui burghiu;
efectuarea forajului;
finalizarea forajului;
verificarea calitatii muncii.

Instalarea trebuie asamblată cu mare grijă. Se recomandă să acordați o atenție deosebită prinderii instrumentului de găurit. Este foarte important ca în jur să nu existe nimic inutil în timpul forajului, astfel încât locul de lucru trebuie curățat de resturi și alte obiecte inutile. Marcarea suprafeței de lucru începe prin trasarea a două linii perpendiculare care se intersectează. Apoi se construiește un cerc cu diametrul necesar din centrul lor. Acest cerc va fi locația pentru instalarea coroanei.

În timpul forajului, este necesar să se țină cont și de unele nuanțe. Pentru început, coroana trebuie ajustată cu mare atenție, plasând-o exact în cercul desenat. În primul rând, forarea de testare este efectuată timp de 4-8 secunde. Acest lucru creează un canal mic, ceea ce facilitează instalarea coroanei și efectuarea de foraje majore.

La sfârșitul procesului de lucru, coroana este îndepărtată și se verifică gradul de uzură. Partea centrală a găurii tăiate este îndepărtată împreună cu coroana, dar uneori este necesar să-l scoateți puțin cu o rangă sau un burghiu cu ciocan. Un alt fapt interesant este că o duză uzată poate fi reparată într-un atelier special. Calitatea muncii efectuate depinde direct de calitatea echipamentului folosit. Unele dintre cele mai bune sunt considerate a fi instalațiile de foraj de la producători precum Hilti, Husqvarna, Cedima, Tyrolit.

Durata de viață a unei scule diamantate depinde în mare măsură de tipul de material în care este găurită, de tipul de segment de diamant și de utilizarea corectă a instalației de foraj. De regulă, coroanele cu diametru mare au și o durată de viață mai lungă, care este asociată cu un număr mai mare de segmente de diamant. Resursa medie de biți de diamant cu un diametru de 200 mm cu o bună saturație a segmentelor de tăiere la forarea betonului armat este de aproximativ 18-20 de metri liniari.

Fixarea nerigidă a instalației și a sculei duce la ruperea segmentelor de tăiere ale sculei

În acest caz, principalul consum al segmentelor de diamant este depășirea armăturii. Factori precum avansarea excesiv de puternică sau neuniformă a burghiului sau bătaia acestuia atunci când stâlpul de sprijin nu este fixat rigid pot reduce foarte mult durata de viață a burghiului sau chiar îl pot distruge complet.

Forarea betonului cu laser

Forajul industrial cu laser a început la scurt timp după invenție. Utilizarea unui laser pentru a găuri mici găuri în boabele de diamant a fost raportată încă din 1966. Avantajul găuririi cu laser se manifestă cel mai clar atunci când se creează găuri cu o adâncime de până la 10 mm și un diametru de la zecimi la sutimi de milimetru. În această gamă de dimensiuni, precum și la găurirea materialelor fragile și dure, avantajul tehnologiei laser este de netăgăduit.

Puteți găuri găuri cu un laser în orice material. În acest scop, de regulă, se folosesc lasere pulsate cu o energie a impulsului de 0,1-30 J. Folosind un laser, puteți găuri găuri oarbe și traversante cu diferite forme de secțiune transversală. Calitatea și acuratețea fabricării găurilor este afectată de parametri temporali ai pulsului de radiație, cum ar fi abruptul marginilor sale de conducere și de fugă, precum și caracteristicile sale spațiale, determinate de distribuția unghiulară în cadrul diagramei de radiație și distribuția intensității radiației în planul deschiderii laserului.

În prezent, există metode speciale de formare a parametrilor de mai sus, care vă permit să creați găuri de diferite forme, de exemplu, triunghiulare și care corespund exact caracteristicilor de calitate date. Forma spațială a găurilor din secțiunea lor longitudinală este influențată semnificativ de locația planului focal al lentilei în raport cu suprafața țintă, precum și de parametrii sistemului de focalizare. În acest fel, pot fi create găuri cilindrice, conice și chiar în formă de butoi.

În ultimii douăzeci de ani, a existat o creștere bruscă a puterii radiațiilor laser. Acest lucru se datorează apariției și dezvoltării ulterioare a laserelor compacte cu o nouă arhitectură (lasere cu fibre și diode). Ieftinitatea relativă a emițătorilor cu o putere mai mare de 1 kW a asigurat disponibilitatea lor comercială pentru specialiștii implicați în cercetare în diverse domenii. Ca urmare a acestor studii, radiația laser de mare putere a început să fie utilizată pentru tăierea și găurirea materialelor dure, cum ar fi betonul și pietrele naturale.

Tehnologia laser, lipsită de zgomot și vibrații, este utilizată cel mai eficient în zonele seismice atunci când se creează găuri în clădirile existente din beton. Ele sunt folosite acolo pentru a consolida casele dărăpănate cu legături de oțel, precum și în timpul restaurării monumentelor de arhitectură. În industria nucleară, radiația laser de mare putere este utilizată pe scară largă pentru decontaminarea structurilor nucleare din beton care au fost deja dezafectate. În acest caz, utilizatorii sunt atrași de emisia scăzută de praf în timpul prelucrării structurilor din beton. Controlul de la distanță al procesului, adică locația la distanță a echipamentelor din unitate, joacă, de asemenea, un rol important.

Un burghiu electric cu laser este folosit pentru a găuri în pereții de beton și alte suprafețe.. Este alcătuit dintr-un motor electric, cutie de viteze, arbore ax, dispozitiv laser și unealtă de găurit. Acesta din urmă are forma unui șurub, care este conectat direct la carcasa cutiei de viteze. La un capăt al acestui șurub este atașată o coroană la temperatură ridicată, iar celălalt capăt este conectat la un arbore. Dispozitivul laser este situat în partea superioară a carcasei cutiei de viteze.

Fascicul laser crește semnificativ viteza de găurire în pereții plini de beton și blocurile de granit

Masuri de securitate

Atunci când se forează găuri în structuri de beton, trebuie utilizat echipament individual de protecție. Acestea includ ochelari de protecție, mănuși de pânză și un respirator. Operatorul trebuie să fie îmbrăcat cu haine groase de lucru și pantofi de cauciuc. În timpul lucrului, trebuie să vă asigurați că orice articole de îmbrăcăminte nu cad în părțile mobile ale echipamentului de foraj.

Potrivit statisticilor, lucrătorii de pe șantiere suferă cel mai mare număr de răni din cauza uneltelor electrice defectuoase sau a utilizării necorespunzătoare a acestora. Prin urmare, unealta electrică trebuie să fie în stare bună de funcționare. În plus, înainte de fiecare utilizare este necesar să verificați dacă cablul de alimentare este deteriorat. În timpul lucrului, cablul trebuie poziționat astfel încât să nu poată fi deteriorat în niciun fel.

Cel mai sigur este să forezi beton în timp ce stai pe podea, dar, din păcate, nu este întotdeauna cazul. În acest fel, puteți găuri o gaură doar la nivelul înălțimii umane. Dacă orificiul este situat mai sus, trebuie utilizată o bază suplimentară. Regula principală în acest caz este fiabilitatea fundației. Ar trebui să ofere lucrătorului o poziție stabilă și egală în timpul lucrului. O măsură suplimentară de siguranță atunci când se lucrează la înălțime este îndepărtarea oricăror obiecte din zona de lucru care ar putea provoca vătămări în caz de cădere accidentală.

Când se forează găuri în pereții de beton, există o probabilitate mare de deteriorare a diferitelor comunicații. Acesta ar putea fi cabluri electrice, conducte de încălzire centrală etc. Firele electrice sub tensiune pot fi detectate cu ușurință folosind un detector de cablaj ascuns.

Când găuriți cu laserul, ar trebui să evitați introducerea diferitelor părți ale corpului în zona sa de acțiune pentru a evita arderea. Nu ar trebui să vă uitați la raza laser în sine sau la reflexia acestuia, pentru a nu deteriora corneea ochilor. Din același motiv, este necesar să lucrați numai în ochelari speciali de protecție. Când lucrați cu echipamente laser, ar trebui să urmați aceleași reguli de siguranță ca atunci când utilizați orice unealtă electrică.

Costul muncii

Prețul serviciilor de foraj beton este influențat de factori precum:

diametrul orificiului necesar. Pe măsură ce diametrul crește, crește și costul forajului;
materialul de suprafață, în care se va face foraj. În structurile din beton armat, forarea este mai scumpă decât în pereții din cărămidă;
adâncimea de găurire. Desigur, cu cât viitoarea gaură este mai lungă, cu atât forajul în sine va fi mai scump.

Factorii suplimentari pot influența, de asemenea, costul lucrărilor de foraj. De exemplu, forarea la înălțime necesită utilizarea unor echipamente suplimentare. Găurirea în unghi nu poate fi efectuată fără utilizarea unui instrument special.

Costul lucrărilor poate crește, de asemenea, dacă se efectuează în aer liber și în condiții meteorologice nefavorabile.

Costul estimat al găurii cu o unealtă diamantată:

Diametrul gaurii, mm	Costul 1 cm de găurire, frecare.
Diametrul gaurii, mm	Cărămidă	Beton	Beton armat
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

concluzii

Tehnologia diamantului este astăzi, fără îndoială, cea mai sigură, mai rapidă și cea mai rentabilă opțiune pentru găurirea în cele mai dure materiale de construcție. Folosind burghie inelare puteți crea găuri care se potrivesc exact cu un diametru dat. Forma găurilor este, de asemenea, ideală și nu necesită nicio prelucrare suplimentară, ceea ce economisește semnificativ timp și, cel mai important, bani pentru clientul de servicii.

Avantajele forajului cu diamant, cum ar fi absența zgomotului și a vibrațiilor, fac posibilă efectuarea lucrărilor nu numai pe șantiere mari, ci și în spații rezidențiale care sunt atât în stadiul de reparație, cât și în stare finită (finisată). . Datorită sculelor diamantate și echipamentelor profesionale, acoperirile de pereți și podele își păstrează complet aspectul original atunci când lucrează într-o cameră curată.

Nuanțe practice ale betonului de foraj uscat cu o coroană de diamant sunt prezentate în videoclip:

Comenzile sunt onorate de taietura cu laser o gamă largă de materiale, configurații și dimensiuni.

Radiația laser focalizată face posibilă tăierea aproape a oricăror metale și aliaje, indiferent de proprietățile termofizice ale acestora. Cu tăierea cu laser, nu există niciun impact mecanic asupra materialului care este prelucrat și apar deformații minore. Ca rezultat, este posibil să se efectueze tăierea cu laser cu mare precizie, inclusiv piese ușor deformabile și nerigide. Datorită puterii mari a radiației laser, este asigurată o productivitate ridicată a procesului de tăiere. În acest caz, se obține o calitate atât de înaltă a tăierii încât firele pot fi tăiate în găurile rezultate.

Folosit pe scară largă în producția de achiziții. Avantajul principal taietura cu laser- iti permite sa treci de la un tip de piese de orice complexitate geometrica la un alt tip practic fara a pierde timpul. În comparație cu metodele tradiționale de tăiere și prelucrare, viteza variază de mai multe ori. Datorită absenței efectelor termice și de forță asupra piesei fabricate, aceasta nu suferă deformare în timpul procesului de fabricație. Calitatea produselor fabricate permite sudarea cap la cap fără deplasarea marginilor tăiate și preprocesarea laturilor îmbinate.

Lasere cu stare solidă Materialele nemetalice taie mult mai rău decât materialele gazoase, dar au un avantaj la tăierea metalelor - din motivul că o undă cu lungimea de 1 micron se reflectă mai rău decât o undă cu lungimea de 10 microni. Cuprul și aluminiul pentru o lungime de undă de 10 microni sunt un mediu reflectorizant aproape perfect. Dar, pe de altă parte, realizarea unui laser CO2 este mai ușoară și mai ieftină decât a unui laser cu stare solidă.

Precizie taietura cu laser atinge 0,1 mm cu o repetabilitate de +0,05 mm, iar calitatea tăieturii este constant ridicată, deoarece depinde numai de constanța vitezei de mișcare a fasciculului laser, ai cărui parametri rămân neschimbați.

Scurte caracteristici ale tăieturii: de obicei nu există scară, ușoară conicitate (în funcție de grosime), găurile rezultate sunt rotunde și curate, se pot obține piese foarte mici, lățimea de tăiere este de 0,2-0,375 mm, arsurile sunt invizibile, efectul termic este foarte mic , este posibilă tăierea materialelor nemetalice.

Găuri de găuri

Un factor important pentru taietura cu laser este fulgerând orificiul inițial să-l pornească. Unele sisteme laser au capacitatea de a produce până la 4 găuri pe secundă folosind așa-numitul proces de perforare zburătoare din oțel laminat la rece de 2 mm grosime. Producerea unei găuri în foi mai groase (până la 19,1 mm) de oțel laminat la cald în timpul tăierii cu laser se realizează folosind perforarea puternică în aproximativ 2 s. Folosirea ambelor metode vă permite să creșteți productivitatea tăierii cu laser la nivelul atins cu presele de stantare CNC.

Perforarea găurilor

Folosind această metodă, se pot obține găuri cu un diametru de 0,2-1,2 mm cu o grosime a materialului de până la 3 mm. Cu un raport între înălțimea găurii și diametrul de 16:1, perforarea cu laser este mai economică decât aproape toate celelalte metode. Obiectele de aplicare a acestei tehnologii sunt: site, urechi de ac, duze, filtre, bijuterii (pandavanti, rozarii, pietre). În industrie, laserele sunt folosite pentru perforarea pietrelor de ceas și a matrițelor de desen, iar productivitatea ajunge la 700 de mii de găuri pe schimb.

Scrierea

Deseori folosit este modul de tăiere non-through, așa-numita scriere. Este utilizat pe scară largă în industrie, în special în microelectronică, pentru a separa șaibe de silicon în elemente individuale (fragmente) de-a lungul unui contur dat. În acest proces, orientarea reciprocă a proiecției vectorului câmpului electric al radiației incidente și direcția de scanare se dovedește, de asemenea, a fi esențială pentru a asigura eficiența și calitatea ridicată a procesului.

Scrierea utilizat pe scară largă în industrie (microelectronică, industria ceasurilor etc.) pentru separarea napolitanelor subțiri de policor și safir, mai rar pentru separarea șaibelor de siliciu. În acest caz, pentru a efectua o separare mecanică ulterioară, este suficientă marcarea la o adâncime de aproximativ o treime din grosimea totală a plăcii care este separată.

Procese de microprelucrare

Gradul ridicat de automatizare din ultimii ani a făcut posibilă utilizarea din nou a unor procese precum reglarea valorilor rezistențeiși elemente piezoelectrice, recoacerea acoperirilor implantate pe suprafața semiconductorilor, depunerea de filme subțiri, curățarea zonelor și creșterea cristalelor. Capacitățile multor procese nu au fost încă explorate pe deplin.

CATEGORII

Screening

Ecografia extremităților

Tipuri de ultrasunete

Ecografia abdominală

Ecografia toracelui

ARTICOLE POPULARE

	Negația nu cu verbe (la forma personală, la infinitiv, la forma gerunziului) se scrie separat: a nu lua, nu a fost, neștiind, încet.
	Prezentare, raportați principalele trăsături ale filozofiei renașterii
	Stilul de ficțiune
	Copiii pământului Prezentare suntem copiii pământului pentru grădiniță
	Prezentare pe tema barierelor în calea comunicării, lucrarea a fost finalizată de studenți.Fără comunicare, ne închidem în

2023 „kingad.ru” - examinarea cu ultrasunete a organelor umane