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

Forarea găurilor în pietre de ceas - acesta a fost începutul activității de muncă a laserului. Vorbim despre pietrele de rubin, care sunt folosite în ceasuri ca lagăre simple. La fabricarea unor astfel de rulmenți, este necesar să forați găuri în rubin - un material foarte dur și în același timp fragil - găuri cu un diametru de numai 0,1-0,05 mm. Timp de mulți ani, această operațiune de bijuterii a fost efectuată prin metoda mecanică obișnuită 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. A durat până la 10-15 minute pentru a găuri o piatră. Cum să îndepărtați dopurile din urechi - dop de sulf nmedik.org/sernaya-probka.html.

Începând cu 1964, găurirea mecanică ineficientă a pietrelor de ceas a început să fie înlocuită cu găurirea cu laser peste tot. 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 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 perforată de o serie de mai multe impulsuri laser cu o energie de 0,5-1 J. Productivitatea mașinii 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 apariția sa, laserul a primit următoarea sarcină, cu care a făcut față la fel de bine - găurirea (perforarea) găurilor în matrițele de diamant. Pentru a obține o 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 cu duritate deosebit de mare, deoarece în procesul 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 sa dovedit, nu este dificil să spargi 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 caracterizate printr-o fragilitate crescută. Burghiul cu laser s-a dovedit a fi nu numai puternic, ci și un „instrument” foarte delicat. Exemplu: utilizarea unui laser la găuri în substraturi de microcircuite realizate din ceramică de alumină. Ceramica este extrem de fragilă. Din acest motiv, forarea mecanică a găurilor în substratul microcircuitului a fost efectuată, de regulă, pe materia „primă”. Ceramica a fost arsă după forare. În acest caz, a apărut o oarecare deformare a produsului, poziția relativă a găurilor forate a fost distorsionată. Problema a fost rezolvată odată cu apariția burghiilor cu laser. Folosindu-le, se poate lucra cu substraturi ceramice care au fost deja arse. Cu ajutorul laserelor, în ceramică sunt străpunse găuri foarte subțiri - 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 acest caz, este posibil să se obțină tăieturi precise de-a lungul profilelor complexe. La tăierea materialelor inflamabile, locul tăiat este suflat cu un jet de gaz inert; rezultatul este o margine tăiată netedă, nearsă. Laserele CW 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; rumegușul, desigur, nu era.

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 un jet puternic de oxigen este direcționat către suprafața tăiată simultan cu fasciculul laser. În timpul arderii unui metal într-un jet de oxigen (datorită reacțiilor de oxidare ale metalului care au loc în acest jet), se eliberează energie semnificativă; ca urmare, se poate folosi radiația laser cu o putere de numai 100-500 wați. În plus, jetul de oxigen suflă și îndepărtează produsele de topire și combustie ai metalului din zona de tăiere.

Primul exemplu de acest tip de tăiere este tăierea cu laser a țesăturilor într-o fabrică de țesut. Configurația include un laser CO2 de 100 W, un sistem pentru focalizarea și mișcarea fasciculului laser, un computer și un dispozitiv pentru întinderea și mișcarea țesuturilor. În procesul 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 timp ce marginile tăieturii sunt netede și întărite. Al doilea exemplu este tăierea automată a foilor de aluminiu, oțel, titan în industria aviației. Astfel, un laser CO2 cu o putere de 3 kW taie o foaie 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. Stoletovs.

Departamentul FPM.

Rezumat pe subiect

„Găurire cu laser”

Efectuat:

Grupa de elevi LT - 115

Gordeeva Ekaterina

Vladimir, 2016

Introducere

Razul laser ca burghiu

Găurirea cu laser a găurilor în metale

Găurirea materialelor nemetalice

Găurirea cu laser a găurilor pe suprafețe dure

găurire cu laser distingând fragilitate crescută

Concluzie

Bibliografie

Introducere

În prezent, laserul realizează cu succes o serie de operații tehnologice, în primul rând precum tăierea, sudarea, forarea găurilor, tratarea termică a suprafeței, însemnarea, marcarea, gravarea etc., iar în unele cazuri oferă avantaje față de alte tipuri de prelucrare. găurile din material pot fi finalizate mai rapid, iar trasarea materialelor diferite este mai perfectă. 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 pot fi efectuate 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 în traducere 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 în sine, principiilor lor de funcționare 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 suflare cu gaz, sisteme optice de ghidare și poziționare, software de control al procesului de tăiere cu laser, gravare etc. În majoritatea cazurilor, alegerea parametrilor pentru dispozitivele și sistemele 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 de precizie cu laser în puncte, timpul petrecut pentru poziționarea produsului și focalizare depășește timpul de gravare sau sudare cu unul sau două ordine de mărime (timpul de aplicare a marcajul pe rulment este de aproximativ 0,5 s). Prin urmare, fără utilizarea sistemelor automate de poziționare și focalizare, utilizarea sistemelor laser în multe cazuri devine inutilă din punct de vedere economic. Analogia sistemelor laser cu mașinile arată că laserul funcționează ca un motor. Oricât de bun ar fi motorul, dar fără roți și orice altceva, mașina nu va merge.

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.). Șefii întreprinderilor care își modernizează producția, de regulă, din motive etice, înlocuind echipamentele vechi cu altele noi, părăsesc personalul de serviciu vechi (la propriu și la figurat). Prin urmare, pentru introducerea în producție a sistemelor tehnologice laser 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 pregătire. Nu trebuie să renunțăm la faptul că salariul personalului necalificat este mai mic decât cel al unui specialist instruit. Prin urmare, este mai rentabil să cumpărați echipamente sofisticate cu posibilitatea de întreținere ușoară decât să invitați personal cu înaltă calificare.

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 permit utilizarea proprietăților specifice ale 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, materiale plastice etc.);

Gama de dimensiuni și greutăți ale produselor destinate procesării;

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

Timpul necesar pentru schimbarea sarcinilor efectuate (schimbarea modelului de gravură, configurație - linii de tăiere, schimbarea materialului de prelucrare etc.);

Timpul de instalare și poziționare a produsului;

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

Cerințe pentru calificarea personalului de serviciu.

Pe baza acestor parametri, se selectează tipul de laser, dispozitivul de măturare a fasciculului, se dezvoltă designul elementelor de fixare a produselor, nivelul de automatizare a sistemului în ansamblu, problema necesității de a scrie programe specializate pentru pregătirea desenelor. , linii de tăiere etc. se decide.

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

Razul laser ca burghiu

Forarea găurilor în pietre de ceas - acesta a fost începutul activității de muncă a laserului. Vorbim despre pietrele de rubin, care sunt folosite în ceasuri ca lagăre simple. La fabricarea unor astfel de rulmenți, este necesar să forați găuri în rubin - un material foarte dur și în același timp fragil - găuri cu un diametru de numai 1-0,05 mm. Timp de mulți ani, această operațiune de bijuterii a fost efectuată prin metoda mecanică obișnuită 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. A durat până la 10-15 minute pentru a găuri o piatră.

Începând cu 1964, găurirea mecanică ineficientă a pietrelor de ceas a început să fie înlocuită cu găurirea cu laser peste tot. 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 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 perforată de o serie de mai multe impulsuri laser cu o energie de 0,5-1 J. Productivitatea mașinii 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 obține un fir 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 cu duritate deosebit de mare, deoarece în procesul 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. Impulsurile laser străpung un canal brut într-un semifabricat de diamant. Apoi, tratând canalul cu ultrasunete, șlefuire și lustruire, îi dau profilul necesar. Sârma obţinută prin tragerea prin 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 străpunse găuri foarte subțiri - cu un diametru de doar 10 microni. Rețineți că astfel de găuri nu pot fi obținute prin găurire mecanică.

Faptul că forarea este vocația laserului, nimeni nu s-a îndoit. Aici, laserul de fapt nu a avut concurenți demni, mai ales când era vorba de găurirea unor găuri foarte subțiri și foarte adânci, când găurile trebuiau găurite în materiale foarte fragile sau foarte dure. A trecut un timp relativ scurt 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 rupere și uzură a burghiilor.

Precizia plasării găurilor este crescută, deoarece optica utilizată pentru focalizarea fasciculului laser este, de asemenea, utilizată pentru a-l direcționa către punctul dorit. Găurile pot fi orientate în orice direcție.

Se obține un raport mai mare dintre adâncimea și diametrul forajului decât este cazul altor metode de foraj.

La găurire, precum și la tăiere, proprietățile materialului prelucrat afectează semnificativ parametrii laser necesari pentru efectuarea operației. Găurirea este efectuată de lasere pulsate care funcționează atât în modul de rulare liberă cu o durată a impulsului de ordinul a 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 folosind impulsuri laser repetitive de energie scăzută. În acest caz, se formează găuri cu o conicitate mai mică și de calitate mai bună decât găurile obținute cu o energie mai mare a unui singur impuls. Excepție fac materialele care conțin elemente capabile să creeze presiune mare de vapori. Astfel, este foarte dificil să sudați alama cu radiații pulsate cu laser din cauza conținutului ridicat de zinc, totuși, la găurire, alama are unele avantaje, deoarece atomii de zinc îmbunătățesc semnificativ mecanismul de evaporare.

Deoarece modul cu mai multe impulsuri vă permite să obțineți găuri de cea mai bună calitate a geometriei dorite și cu o mică abatere de la dimensiunile specificate, în practică, acest mod a devenit larg răspândit atunci când forați găuri în metale subțiri și materiale nemetalice. Cu toate acestea, atunci când se forează găuri în materiale groase, sunt preferate impulsuri unice de înaltă energie. Diafragmarea fluxului laser face posibilă obținerea de găuri modelate, dar această metodă este mai des folosită la prelucrarea filmelor subțiri și a materialelor nemetalice. Când găurirea cu laser este efectuată în foi subțiri cu o grosime mai mică de 0,5 mm, există o anumită unificare a procesului, constând în faptul că găurile cu un diametru de 0,001 până la 0,2 mm pot fi făcute în toate metalele la puteri relativ scăzute. .

Găurile de găuri în metale pot fi utilizate într-un număr de cazuri. Deci, cu ajutorul laserelor pulsate, se poate realiza echilibrarea dinamică a pieselor care se rotesc la viteză mare. Dezechilibrul este selectat prin topirea locală a unui anumit volum de material. Laserul poate fi folosit și pentru montarea componentelor 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 această aplicație.

Laserele utilizate pentru găurirea metalului ar trebui să ofere o densitate de putere a fasciculului focalizat de ordinul 107 - 108 W/cm2. 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 suficient de mare. Specialiștii companiei „General Electric” (SUA) au calculat că forarea cu laser a găurilor în comparație cu prelucrarea fasciculului de electroni are o competitivitate economică ridicată. În prezent, laserele cu stare solidă sunt utilizate în principal pentru găuri. Acestea oferă o rată de repetare a pulsului de până la 1000 Hz și putere în modul continuu de la 1 la 103 W, în modul impuls 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	weekend
Oţel inoxidabil				10 impulsuri
Oțel nichel
Tungsten

Molibden

Găurirea materialelor nemetalice

Forarea gaurilor este una dintre primele domenii ale tehnologiei laser. În primul rând, prin arderea unor găuri 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 urmează să fie găurite cu un fascicul laser includ nemetale precum diamante, pietre de rubin, ferite, ceramică etc., în care găurile prin metode convenționale sunt dificile sau ineficiente. 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 lasere pulsate care funcționează cu o rată de repetare a pulsului crescută. .

În a doua metodă, numită metoda proiecției, gaura prelucrată repetă forma fasciculului laser, căruia i se poate da orice secțiune folosind un sistem optic. Metoda de proiecție de găurire are câteva avantaje față de prima. Deci, dacă o diafragmă (mască) este plasată pe calea fasciculului, atunci în acest fel este posibilă tăierea părții sale periferice și obținerea unei distribuții a intensității relativ uniformă pe secțiunea transversală a fasciculului. Datorită acestui fapt, limita zonei iradiate este mai ascuțită, conicitatea găurii este redusă și calitatea este îmbunătățită.

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 în exces prin aer comprimat sau alte gaze, care sunt introduse în zona 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 de până la 2,5 mm grosime folosind un laser CO2 care funcționează în mod continuu.

Găurirea găurilor în ceramica tare nu este o sarcină ușoară: metoda convențională necesită o unealtă diamantată, în timp ce alte metode existente sunt dificile din cauza dimensiunii găurii în diametru egală cu zecimi de milimetru. Aceste dificultăți sunt vizibile în special atunci când grosimea plăcii de prelucrat este mai mare decât diametrul găurii. Raportul dintre adâncimea găurii (grosimea materialului) și diametrul acestuia este o măsură a calității obținerii găurilor subțiri; este 2:1 cu găurirea convențională și aproximativ 4:1 cu metoda ultrasonică utilizată la găurirea ceramicii și a altor materiale refractare.

Metoda de găurire cu laser a acestei clase de materiale permite obținerea celui mai bun raport cu o precizie foarte mare de plasare a găurilor și relativ mai puțin timp. Astfel, pentru găurirea cu laser a ceramicii de alumină policristalină de înaltă densitate, a fost utilizat 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 -106 W/cm2. În medie, au fost necesare 40 de impulsuri cu o rată de repetiție de 1 Hz pentru a găuri printr-un disc ceramic de 3,2 mm grosime. Durata impulsului laser a fost de 0,5 ms. Găurile rezultate au avut o conicitate 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 mult mai mare decât raportul similar pentru alte metode de găurire. Pentru materiale simple, acest raport pentru găurirea 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 cu 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. 7 prezintă parametrii găurilor în unele materiale nemetalice și modurile de prelucrare a acestora.

Material	Opțiuni de gaură	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, iar în diametru - ca urmare a topirii pereților și a deplasării lichidului prin presiunea excesivă a vaporilor.

Pentru a obține 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 duce la încălzirea și topirea pereților responsabili de creșterea diametrului găurii, ci conducând la evaporarea materialului din faza solidă. De asemenea, utilizarea laserelor cu intervale de impuls ns și ps poate reduce semnificativ prezența unei faze lichide solidificate pe suprafețele laterale ale găurii.

În prezent, există mai multe metode de implementare a găurii cu laser: găurirea cu un singur impuls utilizează un singur impuls, în urma căruia este găurită. Avantajele acestei metode sunt viteza. Dezavantajele energiei pulsului ridicate, grosimea redusă și forma canonică a găurii din cauza scăderii transferului de energie termică odată cu creșterea adâncimii găurii.

În găurirea cu impact, o gaură este creată de mai multe impulsuri laser de scurtă durată și energie.

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

Forarea gaurii are loc sub actiunea mai multor impulsuri laser. În primul rând, ciocanul laser forează gaura inițială. Apoi mărește gaura inițială deplasându-se de mai multe ori de-a lungul traseului circular crescător pe piesa de prelucrat. Majoritatea materialului topit este forțat să iasă din gaură în direcția în jos. Găurirea torsadată, spre deosebire de găurirea carotelor, nu implică realizarea unei găuri de pornire. Laserul deja de la primele impulsuri se deplasează pe o cale circulară prin material. Cu această mișcare, o cantitate mare de material urcă. Mișcându-se ca o scară în spirală, laserul adâncește gaura. După ce laserul a trecut prin material, mai pot fi efectuate câteva ture. 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: posibilitatea de a obține găuri mici (mai puțin de 100 de microni), necesitatea găurii în unghi, găurirea unei găuri în materiale foarte dure, capacitatea de a obține găuri care nu sunt rotunde, productivitate ridicată a procesului, efect termic scăzut asupra materialului (încălzirea scade odată cu scăderea duratei pulsului material), o metodă fără contact care permite găurirea materialelor fragile (diamant, porțelan, ferită, cristal de safir, sticlă), automatizare ridicată a procesului, serviciu îndelungat viata si stabilitatea procesului.

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

Pentru experimente, 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 pulsului de 10 kHz și o durată a impulsului de 84 ns, găurile din această lucrare au fost obținute prin forare cu impact. În timpul forării cu laser, puterea radiației laser a variat de la 3,7 W la 61,4 W, 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 solide: plastic (galben), fibră de carbon, aluminiu, respectiv 1,22,3 mm grosime. gaura de gaurire cu laser metal

Calitatea găuririi cu laser a unei suprafețe este afectată semnificativ de următorii parametri: puterea medie a radiației laser, diametrul spotului laser de 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 modurile de găurire cu laser pe diferite suprafețe dure.

Moduri de găurire cu laser a găurilor pe diferite suprafețe

Găurire cu laser caracterizată printr-o fragilitate crescută

foraj cu laser sunt utilizate pe scară largă pentru a obține găuri nu numai în materiale dure și superdure, ci și în materiale caracterizate prin 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 radiației laser pulsate focalizate. În plus, se utilizează atât sudarea prin cusătură, cât și prin puncte.

Principalele procese în laser găurirea materialelor nemetalice, precum și în timpul tăierii, sunt 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, o topire a pereților și ejectarea fracției lichide creată de presiunea excesivă a vaporilor.Industria actuală utilizează în prezent pe scară largă găurirea cu laser a găurilor în diamante, oferind precizie ridicată și control asupra formării găurilor în procesul 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 permite obținerea unor găuri cu un diametru proporțional cu lungimea de undă a radiației, cu o precizie de plasare suficient de mare.

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

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

Forarea gaurilor este poate unul dintre primele domenii ale tehnologiei laser. Procesul este în prezent găurirea cu laser devine o direcție independentă a tehnologiei laser și ocupă o pondere semnificativă în industria internă și străină. Materialele care urmează să fie găurite cu un fascicul laser includ nemetale precum diamante, pietre de rubin, ferite, ceramică etc., în care găurile prin metode convenționale sunt dificile sau ineficiente.

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

Chiar și mai devreme, s-a observat că utilizarea PCB-urilor flexibile crește fiabilitatea acestora, reduce timpul de asamblare a dispozitivelor cu sute de ore și oferă un câștig în volum și masă cu un factor de 2-4 în comparație cu utilizarea PCB-urilor rigide în MEA. Acum, frâna preexistentă a dezvoltării software-ului flexibil, și anume binecunoscutul conservatorism al designerilor care sunt obișnuiți să lucreze cu software convențional, poate fi considerată o etapă trecută. În acest caz, sarcina de reducere a tensiunilor mecanice dintre PCB și LSI instalat pe acesta în suportul de cristal este facilitată și, de asemenea, devine posibilă obținerea gauri subminiaturale de gaurire cu laser cu un diametru de 125 microni (in loc de 800 microni la PCB-urile conventionale) pentru comutarea intre straturi prin umplerea continua a acestora cu cupru. În cele din urmă, PCB-ul flexibil din poliimidă este transparent, permițând inspecția vizuală a tuturor îmbinărilor 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 în crearea unei instalații tehnologice laser este dezvoltarea unei sarcini tehnice. În multe cazuri, clienții încearcă să joace în siguranță și pun în el 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 gândesc astfel:

„... dacă cumpăr echipamente noi scumpe, atunci în ceea ce privește caracteristicile ar trebui să depășească standardele cerute în acest moment, „poate”, într-o zi îmi va veni la îndemână...”. Ca rezultat, capabilitățile potențiale ale echipamentului nu sunt niciodată utilizate, iar timpul de amortizare crește.

Un exemplu de astfel de abordare 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 elaborarea termenilor de referință pentru o instalație laser, acești parametri sunt luați în considerare. Dar lățimea liniei în timpul gravării 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 unul mecanic. Prin urmare, relația dintre puterea laserului și timpul de marcare poate fi optimizată în raport cu costul sistemului. Ca urmare, prețul instalației laser este redus și, ca urmare, timpul de rambursare a acesteia.

Introducerea tehnologiilor laser în multe cazuri face posibilă rezolvarea problemelor „vechi” cu metode fundamental noi. Un exemplu clasic în acest sens este aplicarea de inscripții de protecție, mărci etc. asupra produselor de protecție împotriva contrafacerii. Capacitățile tehnologiei laser fac posibilă identificarea unei inscripții de securitate printr-o singură linie în inscripție. Capacitatea de a utiliza metode criptografice vă permite să implementați protecție „dinamică” împotriva falsificării, de ex. în timp ce se salvează desenul general, după un anumit timp, unele elemente care sunt recunoscute doar de experți sau echipamente speciale se modifică. De neatins pentru metodele mecanice de contrafacere este posibilitatea de a crea un mic margine (3-10 microni) din emisiile de metal pe marginile liniei de gravare cu un laser. Utilizarea complexă a unor astfel de tehnici minimizează probabilitatea contrafacerii 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 high-tech. Acele întreprinderi mici care folosesc mai multe astfel de sisteme laser au confirmat legea dialecticii trecerii de la cantitate la calitate. Echipamentul nou necesită metode fundamental noi de întreținere a acestuia, de regulă, implicând o atenție sporită a personalului și menținerea „curățeniei” în încăperea în care se află. Acestea. are loc trecerea la un nivel calitativ nou al culturii de producţie. În același timp, numărul de angajați scade de obicei, iar managerii întreprinderii încep să rezolve problemele de organizare a muncii nu a unei „echipe de muncă”, ci de optimizare a muncii unei întreprinderi în care angajații sunt doar o parte integrantă a tehnologiei. proces. Indiferent dacă tehnologia laser va fi folosită în această producție în viitor sau nu, experiența acumulată și cultura care s-a format nu vor dispărea nicăieri. Aceasta este ceea ce observatorii externi numesc de obicei o revoluție tehnologică sau științifică și tehnologică, deși de fapt este un proces evolutiv normal. Istoria dezvoltării multor companii mari de tehnologie arată că, la un moment dat, în stadiile inițiale de dezvoltare, toate au avut un stadiu similar de tranziție. Se poate întâmpla ca în prezent să 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 „And Thunder Rang…”), care descrie procesul în care mici schimbări din trecut sau prezent duc la consecințe globale. în viitor.

Lista literaturii folosite

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

2. Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Procese tehnologice de prelucrare cu laser: Proc. 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. Utilizarea laserelor în inginerie mecanică și fabricarea instrumentelor. - L., Inginerie mecanică. Leningrad. catedra, 1978, 336 p.

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Dezvoltarea unei mașini pentru găuri în cotorul unui bloc de carte de imprimate. Analiza echipamentelor existente pentru găuri, deficiențele sale. Dezvoltarea schemei tehnologice a mașinii și proiectarea capului de foraj.

teză, adăugată 29.07.2010

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

lucrare de termen, adăugată 16.11.2010

Bazele tehnologice ale procesului de găurire. Tipuri de mașini și componentele lor principale. Influența materialului și a elementelor geometrice ale burghiului. Modificarea parametrilor geometrici ai părții de tăiere a burghiilor. Principalele moduri de operațiuni de finisare pentru fabricarea burghiilor.

teză, adăugată 30.09.2011

Istoria mașinilor de tăiat metal. Scopul găuririi îl reprezintă operațiuni de obținere a găurilor în diverse materiale în timpul prelucrării acestora, al căror scop este realizarea găurilor pentru filetare, alezare, alezare. Principalele tipuri de întindere.

prezentare, adaugat 10.05.2016

Principalele dificultăți de prelucrare a găurilor. Opțiuni de setare pentru operațiunile de foraj adânc. Funcțiile fluidului lubrifiant, metodele de alimentare a acestuia. Varietăți de foraj adânc. Formarea satisfăcătoare a așchiilor și îndepărtarea acesteia din gaură.

manual de instruire, adăugat 12.08.2013

Descrierea operațiunilor tehnologice - găurire și alezare pentru a obține găuri în detaliu „placă conductor”. Alegerea mașinii-unelte pentru prelucrarea acesteia. Principiul funcționării sale și calculul pentru precizie. Determinarea condițiilor de tăiere și a forței de strângere.

lucrare de termen, adăugată 17.01.2013

Formarea găurilor în metal solid prin găurire, precizia prelucrării lor, un set de instrumente; clasa de rugozitate a suprafeței. Moduri de găurire, scufundare, alezare. Dezvoltarea unei scheme de prindere a piesei; calculul erorii de bază și al forței de strângere.

munca de laborator, adaugat 29.10.2014

Găurirea, alezarea, frezarea și alezarea găurilor în piese mari și grele. Clasele materialelor recomandate pentru freze de rindeluit, caracteristicile acestora. Calculul modului de tăiere pentru fabricarea strunjirii longitudinale a unui arbore din oțel.

lucrare de control, adaugat 21.11.2010

tehnologie laser. Principiul de funcționare al laserelor. Proprietățile de bază ale unui fascicul laser. Monocromaticitatea radiației laser. Puterea lui. Elan uriaș. Utilizarea unui fascicul laser în industrie și tehnologie, medicină. Holografie.

rezumat, adăugat 23.11.2003

Găurirea este procesul de a face găuri într-un material solid folosind o unealtă numită burghiu. Determinarea principalelor factori care afectează acuratețea procesului tehnologic, mișcările existente: direcționate 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. Acceptare,
SRL „Alt laser”, Harkov

În prezent, laserul efectuează cu succes o serie de operații tehnologice, în primul rând 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 trasarea materialelor diferite este mai perfectă. 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 într-o 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 prelucrarea tehnologică erau un arzător cu gaz, o descărcare cu arc electric, un arc cu plasmă și un fascicul de electroni. Odată cu apariția laserelor care emit energie mare, s-a dovedit a fi posibil să se creeze densități mari de flux de lumină pe suprafața tratată. Rolul laserelor ca surse de lumină care funcționează în moduri de impuls continuu, pulsat sau gigant este de a oferi suprafeței materialului prelucrat o densitate de putere suficientă pentru încălzirea, topirea sau evaporarea acestuia, care stau 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, forarea găurilor în material poate fi finalizată mai rapid, iar trasarea materialelor diferite este mai perfectă. 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 pot fi efectuate 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 în sine, principiilor lor de funcționare și parametrilor tehnici. Cu toate acestea, pentru a implementa orice proces de prelucrare dimensională cu laser a materialelor, pe lângă laser, este nevoie și de un sistem de focalizare a fasciculului, de un dispozitiv pentru controlul mișcării fasciculului de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat sau de un dispozitiv de deplasare a fasciculului. produs relativ la fascicul, un sistem de suflare cu gaz, sisteme optice de ghidare și poziționare, procese software de control de 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 sudarea de precizie cu laser în puncte, timpul petrecut pentru poziționarea produsului și focalizare depășește timpul de gravare sau sudare cu unul sau două ordine de mărime (timpul de marcare a rulmentului). este de aproximativ 0,5 s). Prin urmare, fără utilizarea sistemelor automate de poziționare și focalizare, utilizarea sistemelor laser în multe cazuri devine inutilă din punct de vedere economic. Analogia sistemelor laser cu mașinile arată că laserul funcționează ca un motor. Oricât de bun ar fi motorul, dar fără roți și orice altceva, mașina nu va merge.

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 motivele pentru aceasta este că, în majoritatea cazurilor, sistemele laser sunt instalate pentru a înlocui procesele tehnologice învechite (șoc și marcarea chimică a produselor, gravarea mecanică, sudarea manuală, marcarea manuală etc.). Șefii întreprinderilor care își modernizează producția, de regulă, din motive etice, înlocuind echipamentele vechi cu altele noi, părăsesc personalul de serviciu vechi (la propriu și la figurat). Prin urmare, pentru introducerea în producție a sistemelor tehnologice laser 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 pregătire. Nu trebuie să renunțăm la faptul că salariul personalului necalificat este mai mic decât cel al unui specialist instruit. Prin urmare, este mai rentabil să cumpărați echipamente sofisticate cu posibilitatea de întreținere ușoară decât să invitați personal cu înaltă calificare.

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 luând în considerare caracteristicile echipamentelor și software-ului, care permit utilizarea proprietăților specifice ale laserului. laser 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, materiale plastice etc.);
gama de dimensiuni si greutati ale produselor destinate prelucrarii;
configurația produsului (de exemplu, gravarea pe suprafețe plane, cilindrice, ondulate);
timpul necesar pentru schimbarea sarcinilor efectuate (schimbarea modelului de gravură, configurarea liniei de tăiere, schimbarea materialului de prelucrare etc.);
timpul de instalare și poziționare a produsului;
parametrii condițiilor de mediu (interval de temperatură, umiditate, conținut de praf) în care poate fi funcționat sistemul;
cerințe pentru calificarea personalului de serviciu.

Pe baza acestor parametri, este selectat tipul de laser, dispozitivul de măturare a fasciculului, este dezvoltat designul elementelor de fixare a produsului, nivelul de automatizare a sistemului în ansamblu, problema necesității de a scrie programe specializate pentru pregătirea fișierelor de desen. , linii de tăiere etc. se decide.

Principalele caracteristici tehnice care determină natura procesării 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, fizice. proprietățile materialului (reflectivitate, proprietăți termofizice, punct 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 rupere și uzură a burghiilor.

Se obține un raport mai mare dintre adâncimea și diametrul forajului decât este cazul altor metode de foraj.

La găurire, precum și la tăiere, proprietățile materialului prelucrat afectează semnificativ parametrii laser necesari pentru efectuarea operației. Găurirea este efectuată de lasere pulsate care funcționează atât în modul de rulare liberă cu o durată a impulsului de ordinul a 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 curgerii lichidului sub presiunea de vapori în exces creată.

Laserele utilizate pentru găurirea metalului ar trebui să furnizeze un fascicul focalizat cu o densitate de putere de ordinul 10 7 -10 8 W/cm 2 . 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 suficient de mare. Specialiștii companiei „General Electric” (SUA) au calculat că forarea cu laser a găurilor în comparație cu prelucrarea fasciculului de electroni are o competitivitate economică ridicată (Tabelul 1). În prezent, laserele cu stare solidă sunt utilizate în principal pentru găuri. Acestea oferă o rată 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 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. 2.

Sudarea cu laser a metalelor

Sudarea cu laser în dezvoltarea sa a avut două etape. Inițial, a fost dezvoltată sudarea în puncte. Acest lucru s-a explicat prin prezența la acea vreme a laserelor puternice cu stare solidă pulsate. În prezent, în prezența laserelor cu gaz CO 2 de mare putere și Nd:YAG în stare solidă care furnizează radiație continuă și puls-continuă, este posibilă sudarea cusăturii cu o adâncime de penetrare de până la câțiva milimetri. Sudarea cu laser are o serie de avantaje față de alte tipuri de sudare. În prezența unei densități mari de flux luminos și a unui sistem optic, este posibilă penetrarea locală într-un punct dat cu o precizie ridicată. Această împrejurare face posibilă sudarea materialelor în zone greu accesibile, într-o cameră vid sau umplută cu gaz, cu ferestre în ea care sunt 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 mult mai mici decât tăierea. Acest lucru se explică prin faptul că în timpul sudării este necesară doar încălzirea și topirea materialului, adică sunt necesare densități de putere care sunt încă insuficiente pentru evaporarea intensivă (10 5 -10 6 W / cm 2), cu o durată de impuls de aproximativ 10 -3 -10 -4 Cu. Deoarece radiația laser concentrată pe materialul care este prelucrat este o sursă de căldură de suprafață, transferul de căldură la adâncimea pieselor sudate se realizează datorită conductivității termice, iar zona de penetrare se modifică în timp cu un mod de sudare selectat corespunzător. În cazul densităților de putere insuficiente se produce nepătrunderea zonei sudate, iar în prezența densităților mari de putere se observă evaporarea metalului și formarea de găuri.

Sudarea poate fi efectuată pe o mașină de tăiat cu laser cu gaz la putere mai mică și folosind o suflare 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 proastă decât în cazul procesării fasciculului de electroni. Sudarea cu fascicul de electroni are viteze de sudare ceva mai mari, dar se realizează într-o cameră cu vid, ceea ce creează neplăceri mari și necesită costuri totale semnificative de timp.

În tabel. Figura 3 prezintă date despre sudarea cap la cap cu un laser CO 2 cu o putere de 250 W din diverse materiale.

La alte puteri de radiație ale laserului CO 2 s-au obținut datele de sudare a cusăturii prezentate în Tabelul 1. 4. La sudarea cu suprapunere, cap la cap și colț s-au obținut viteze apropiate de cele indicate în tabel, cu pătrunderea completă a materialului fiind sudat în zona de impact al grinzii.

Sistemele de sudare cu laser sunt capabile să sudeze metale diferite, producând efecte termice minime datorită dimensiunii mici a punctului laser, precum și să sudeze fire subțiri cu un diametru mai mic de 20 de microni într-un model de sârmă sau foaie de sârmă.

Literatură

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

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

Compoziția amestecurilor de beton utilizate în construcții include materiale cu granulație grosieră, cum ar fi 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 în beton este procesul de formare a unei găuri fără utilizarea apei sau a oricărui alt lichid de răcire. Până în prezent, 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 este realizat prin instalații speciale, care la rândul lor necesită anumite abilități în manipularea lor. Prin urmare, pentru ajutor, este mai bine să apelați la profesioniști care știu bine să o facă rapid și eficient.

Instrumentul cu diamant vă permite să forați găuri cu un diametru de 15 până la 1000 mm și o adâncime de până la 5 m

Lista sarcinilor rezolvate prin forare este foarte largă.

Practic, găurirea cu diamant este utilizată atunci când se creează găuri în tavane și pereți pentru:

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

Cu ajutorul tehnologiei de găurire cu diamant, este posibilă și tăierea deschiderilor în tavane și pereți. pentru canale de ventilație, uși, ferestre și alte necesități în cazul în care nu este posibilă utilizarea echipamentelor speciale pentru tăierea betonului pentru aceasta.

Tehnologia acestei metode constă în faptul că găurile cu un diametru de 130-200 mm sunt găurite de-a lungul perimetrului viitoarei deschideri. Apoi, marginile deschiderii sunt nivelate cu un perforator 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 orizontal cu diamant.

Găurirea betonului fără impact

Tehnologia de găurire cu diamant se bazează pe caracteristica 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 tăiată. Concomitent cu distrugerea betonului, matricea în sine este abrazată, dar, deoarece este multistratificată, pe suprafața sa apar noi granule de diamant, iar muchia de lucru rămâne ascuțită pentru o lungă perioadă de timp.

Găurirea cu diamant are un avantaj foarte important - absența completă a impacturilor dure pe suprafața betonului și zgomotul insuportabil. Astfel de calități pozitive fac ca tehnologia diamantelor să fie indispensabilă pentru lucrările de reparații în apartamentele clădirilor cu mai multe etaje. Forarea cu diamant face posibilă evitarea formării 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 așezați toate găurile tehnologice în avans pentru diverse nevoi, găurirea cu o unealtă diamantată devine singura modalitate de a crea deschideri atunci când se așează țevi pentru încălzire, alimentare cu apă și alte comunicații. Utilizarea unui ciocan pneumatic 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 cu diamante sunt populare datorită avantajului său ca abilitatea de a găuri beton cu orice grad de armare.

Găurirea cu diamant poate fi făcută în două moduri: cu utilizarea apei, 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”. În corpul acestor coroane există găuri de trecere care asigură disiparea căldurii și reduc riscul de deformare.

Spre deosebire de burghiele „umede”, în care segmentele de diamant sunt lipite de suprafața de lucru cu lipire, burghiele uscate sunt fabricate exclusiv folosind sudare cu laser.

De ce este sudarea cu laser a segmentelor de diamant atât de importantă pentru găurirea uscată? 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 ea pur și simplu zboară și rămâne în gaură. Pentru a continua lucrul, segmentul trebuie scos din gaură, deoarece nu poate fi găurit. O unealtă cu segmente sudate cu laser este capabilă să reziste la temperaturi suficient de ridicate și nu se „încarcă” în timpul funcționării.

Husqvarna a fost unul dintre primii care a venit cu ideea de a găuri 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 scoate praful generat in timpul gauririi si in acelasi timp raceste burtica. Deoarece adaptorul este conectat la baza coroanei, praful este colectat direct în zona de foraj și nu se răspândește în toată încăperea.

Avantajele forajului uscat

Principalul avantaj al forării uscate cu diamant este posibilitatea utilizării acestei metode 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. Instalația de proces umed ocupă mult mai mult spațiu, deoarece este de obicei echipată cu un rezervor de apă destul de mare folosit pentru răcirea unealta.

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

în imediata apropiere a cablurilor electrice;
la instalațiile în care nu există alimentare cu apă;
în încăperi 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 performanță și sarcină maximă. Acest lucru se datorează încălzirii rapide a segmentelor de diamant, ceea ce duce la o scădere a intensității resurselor instrumentului și la eșecul rapid al acesteia. Cu metoda uscată, procesul de găurire este întrerupt periodic pentru a răci unealta cu fluxuri de aer-vortex.

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

Astfel, forarea umedă este metoda preferată, în ciuda faptului că utilizarea acesteia presupune 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 coroane de diamant care nu necesită răcire suplimentară. Acestea sunt răcite de curenți de aer și lubrifiere de înaltă calitate. Coroana arată ca un cilindru metalic gol. La un capăt al acestui pahar se află o margine de tăiere cu un strat de diamant. Cealaltă parte sau partea din spate a coroanei este destinată montării în echipamentul utilizat și are dop.

Coroana în timpul găuririi produce mișcări circulare de tăiere. Aceste mișcări au loc cu viteză mare și sub presiune, astfel încât unealta distruge zona dorită a suprafeței de beton cu foarte mare precizie. 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 luată în considerare aria totală a segmentelor de diamant și tipul de material prelucrat.

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

de dimensiuni mici;
mediu;
mare;
super-mare.

Pentru dimensiuni mici includ coroane cu un diametru de 4-12 mm. Sunt utilizate în principal pentru găurirea unor găuri mici pentru cablarea electrică. Duzele medii au un diametru de 35-82 mm si sunt folosite pentru gauri pentru prize, tevi mici etc.

Coroanele de dimensiuni mari, cu un diametru de 150-400 mm, sunt folosite pentru găurirea structurilor solide 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, nici 1400 mm pentru coroane nu este limita.

La cerere, puteți face o duză mai mare. Un parametru important este și lungimea sculei de găurit. Lungimea celor mai scurte duze nu depășește 15 cm. Lungimea coroanelor clasei de mijloc este de 400-500 cm.

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

inel. Au aspectul unei matrici solide de diamant sub forma unui inel atasat de corp. De obicei, astfel de burghie au un diametru mic, dar există și excepții;
zimțat sunt cel mai comun tip de carotaje. ;
combinate. Aceste coroane sunt utilizate în principal pentru tipuri speciale de lucrări de beton.

Partea de tăiere a coroanelor zimțate 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 formă și rezistență. În timpul utilizării practice, matricea ar trebui să se uzeze astfel încât diamantele „de lucru” să se rupă după tocire, iar diamantele noi și ascuțite să acționeze 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 diamante. 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 microcutterelor din astfel de matrici poate fi de până la 120 buc/carat. Coroanele multistrat se mai numesc si autoascutibile. Când stratul de suprafață de diamante este uzat, 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 instrumente diamantate, structura designului său este identică. De regulă, constă dintr-un corp metalic de susținere și un strat care conține diamant, care interacționează direct cu materialul și stă la baza instrumentului. Acest strat este o combinație de diamante și pulbere metalică.

Cu cât este selectată mai precis compoziția legăturii, cu atât instrumentul cu diamant va funcționa mai eficient și mai bine în ansamblu. Nu există o rețetă standard pentru a face un liant.

Fiecare producător major își dezvoltă propria formulă de strat de diamant pentru fiecare unealtă și astfel îi asigură unicitatea.

Cele mai populare consumabile sunt acum utilizate de următorii producători:

Bosch. Produsele fabricate sub acest brand oferă 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 diamant și accesorii pentru aceasta;
Hilti este specializată în producția de echipamente de foarte înaltă calitate și își îmbunătățește constant procesul de producție;
Bis este o companie autohtona. Inițial, ea a fost angajată în vânzarea de echipamente străine, dar din 2007 a început să-și producă propriile instrumente.

Husqvarna este un pionier în forajul diamantat pentru beton industrial

Rotirea coroanei se datorează forței echipamentului de foraj. Coroana poate fi instalată atât pe un burghiu convențional, cât și pe o instalație specială. Unitatea rotește unealta la viteză mare, dar nu există efecte de șoc. Duza se rotește pur și simplu și apasă treptat pe suprafața betonului. Astfel, mușcă milimetru cu milimetru în grosimea betonului.

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

Principalele etape ale procesului tehnic

Algoritmul pentru forarea structurilor din beton este următorul:

selecția coroanei;
montajul unității de foraj;
pregătirea locului de lucru;
marcarea suprafeței de lucru cu indicarea exactă a centrului de foraj;
instalarea unității pe suprafața de lucru;
instalarea unei coroane de foraj;
foraj;
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 de prisos în timpul forajului, astfel încât zona de lucru trebuie curățată de resturi și alte obiecte inutile. Marcarea suprafeței de lucru începe cu trasarea a două linii perpendiculare care se intersectează. Apoi, din centrul lor, se construiește un cerc cu diametrul necesar. Acest cerc va fi locația 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. În acest fel, se creează un mic canal, care simplifică instalarea coroanei și implementarea forajului capital.

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 ușor cu o rangă sau un perforator. De asemenea, este interesant că o duză uzată poate fi reparată într-un atelier special. Calitatea muncii efectuate depinde direct de calitatea echipamentului folosit. Instalațiile de foraj de la producători precum Hilti, Husqvarna, Cedima, Tyrolit sunt considerate printre cele mai bune.

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

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

În același timp, consumul principal de segmente de diamant cade pe depășirea armăturii. Factori precum avansarea excesivă sau neuniformă a burghiului sau curățarea burghiului din cauza suportului slăbit pot scurta sau chiar distruge foarte mult bitul.

Găurire cu laser pentru beton

Forarea industrială a găurilor cu un laser a început la scurt timp după inventarea sa. 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 de până la 10 mm adâncime și cu un diametru de la zecimi la sutimi de milimetru a. 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. Găurile oarbe și traversante cu diferite forme de secțiune transversală pot fi găurite cu un laser. Calitatea și acuratețea fabricării găurilor sunt afectate de parametri temporali ai pulsului de radiație, cum ar fi abruptul marginilor sale de început și de fugă, precum și caracteristicile sale spațiale datorate distribuției unghiulare în modelul de radiație și distribuția intensității radiației în plan. a 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 specificate. Forma spațială a găurilor din secțiunea lor longitudinală este afectată 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 un salt brusc în puterea radiației 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 rezultat al acestor studii, radiația laser de mare putere a fost folosită pentru tăierea și găurirea materialelor dure, cum ar fi betonul și pietrele naturale.

Tehnologia laser fără zgomot și vibrații este cel mai eficient aplicată în zonele seismice atunci când se creează găuri în clădirile preexistente din beton. Ele sunt folosite acolo pentru consolidarea caselor de urgență cu o șapă de oțel, precum și în restaurarea 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. Un rol important îl joacă și controlul de la distanță al procesului, adică localizarea la distanță a echipamentului din unitate.

Un burghiu cu laser este folosit pentru a găuri în pereții de beton și alte suprafețe.. Este alcătuit dintr-un motor electric, o cutie de viteze, un arbore ax, un dispozitiv laser, o 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 fixată o coroană de temperatură ridicată, iar celălalt capăt este conectat la arborele axului. Dispozitivul laser este situat în partea superioară a carcasei cutiei de viteze.

Fascicul laser crește semnificativ viteza de găurire în pereții din beton dur 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, un respirator. Operatorul trebuie să fie îmbrăcat cu haine de lucru din țesătură densă și pantofi de cauciuc. În timpul funcționării, trebuie avut grijă ca articolele de îmbrăcăminte să nu cadă în părțile mobile ale echipamentului de foraj.

Potrivit statisticilor, cel mai mare număr de răni sunt primite de muncitorii de pe șantierele de construcții din cauza unei defecțiuni a unei scule electrice sau a utilizării necorespunzătoare a acesteia. 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. Astfel, este posibil să forați o gaură doar la nivelul creșterii umane. Dacă gaura este mai înaltă, 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 pot fi rănite în caz de cădere accidentală.

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

Când găuriți cu laserul, evitați introducerea diferitelor părți ale corpului în zona sa de acțiune pentru a nu vă arde. Nu vă uitați la raza laser în sine sau la reflexia acestuia, pentru a nu deteriora corneea ochilor. Din același motiv, este necesar să se lucreze 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

Formarea prețului serviciilor de foraj beton este influențată de factori precum:

diametrul orificiului necesar. Odată cu creșterea diametrului, crește și costul forajului;
materialul de suprafațăîn care să se foreze. În structurile din beton armat, forarea este mai scumpă decât în pereții din cărămidă;
adâncimea de găurire. Desigur, cu cât lungimea viitoarei găuri este mai mare, cu atât va costa forarea în sine mai scumpă.

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

Costul lucrărilor poate crește, de asemenea, dacă acestea sunt efectuate 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 de departe cea mai sigură, mai rapidă și cea mai rentabilă opțiune pentru găurirea în cele mai dure materiale de construcție de astăzi. Folosind burghie de carotare este posibil să se creeze găuri care corespund exact diametrului dat. Găurile sunt, de asemenea, ideale ca formă și nu necesită nicio prelucrare suplimentară, ceea ce economisește semnificativ timp și, cel mai important, banii clientului.

Asemenea avantaje ale forării cu diamant, precum absența zgomotului și a vibrațiilor, fac posibilă lucrul nu numai pe șantiere mari, ci și în spații rezidențiale, care sunt atât în reparație, cât și în stare finită (finisare). Datorită sculelor diamantate și echipamentelor profesionale, acoperirile de pereți și podele își păstrează complet aspectul original atunci când lucrează într-o cameră curată.

Nuanțele practice de găurire uscată a betonului cu o coroană de diamant sunt prezentate în videoclip:

Comenzile sunt îndeplinite 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 efect mecanic asupra materialului care este prelucrat și apar ușoare deformații. 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 tăieturii încât firele pot fi tăiate în găurile obținute.

Folosit pe scară largă în industria prelucrătoare. Avantajul principal taietura cu laser- vă permite să treceți de la un tip de piese de orice complexitate geometrică la un alt tip, practic fără timp pierdut. În comparație cu metodele tradiționale de tăiere și prelucrare, viteza diferă de câteva ori. Datorită absenței efectelor termice și de forță asupra piesei fabricate, aceasta nu suferă deformări în timpul procesului de fabricație. Calitatea produselor fabricate permite sudarea cap la cap fara deplasarea marginilor taiate si pretratarea laturilor ce trebuie imbinate.

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 de 1 μm este reflectată mai rău decât o undă de 10 μm. Cuprul și aluminiul pentru o lungime de undă de 10 microni sunt un mediu reflectorizant aproape perfect. Dar, pe de altă parte, este mai ușor și mai ieftin să faci un laser CO2 decât unul solid.

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

Scurtă descriere a tăieturii: scara este de obicei absentă, 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.

Cusătură cu găuri

Un factor important pentru taietura cu laser este firmware-ul găurii originale să-l pornească. Unele sisteme laser au capacitatea de a obține până la 4 găuri pe secundă folosind așa-numitul proces de perforare zburătoare din oțel laminat la rece cu o grosime de 2 mm. Obținerea 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. Utilizarea ambelor metode vă permite să creșteți productivitatea tăierii cu laser la nivelul atins pe 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 găurii 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, cu o productivitate de până la 700.000 de găuri pe schimb.

Scrierea

Deseori folosit este modul de tăiere fără trecere, așa-numitul scriere. Este utilizat pe scară largă în industrie, în special în microelectronică, pentru separarea șaibelor 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 este, de asemenea, esențială pentru a asigura eficiența și calitatea ridicată a procesului.

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

Procese de microprelucrare

Gradul ridicat de automatizare din ultimii ani a făcut posibilă din nou, într-o nouă etapă, utilizarea în practică a unor astfel de procese ca reglarea valorii rezistențeiși elemente piezoelectrice, recoacerea acoperirilor implantate pe suprafața semiconductorilor, depunerea de filme subțiri, curățarea zonelor și creșterea cristalelor. Posibilitățile multor procese până în prezent nu au fost încă dezvăluite pe deplin.

CATEGORII

Screening

Ecografia extremităților

Tipuri de ultrasunete

ecografie abdominală

ecografie toracică

ARTICOLE POPULARE

	Negația nu cu verbe (în formă personală, la infinitiv, sub formă de gerunziu) se scrie separat: nu lua, nu era, neștiind, încet.
	Prezentare, raportare principalele trăsături ale filosofiei Renașterii
	Stilul de ficțiune
	Copiii pământului Prezentare noi suntem copiii pământului pentru grădină
	Prezentare pe tema barierelor în calea comunicării, munca a fost făcută de studenți.Fără comunicare, ne închidem.

2022 "kingad.ru" - examinarea cu ultrasunete a organelor umane