Rreze lazer si një stërvitje. Pajisjet për përpunimin me lazer në prodhimin e pllakave të qarkut të printuar

Shpimi i vrimave në gurët e orës - këtu filloi punën e tij lazeri. Po flasim për gurë rubin, të cilët përdoren në orët si kushineta rrëshqitëse. Kur bëni kushineta të tilla, është e nevojshme të shponi vrima me një diametër prej vetëm 0,1-0,05 mm në rubin - një material shumë i fortë dhe në të njëjtën kohë i brishtë. Për shumë vite, ky operacion bizhuterish kryhej në mënyrën e zakonshme mekanike duke përdorur stërvitje të bëra nga tel i hollë piano me një diametër 40-50 mikron. Një stërvitje e tillë bëri deri në 30 mijë rrotullime në minutë dhe në të njëjtën kohë bëri rreth njëqind lëvizje reciproke. Shpimi i një guri kërkon deri në 10-15 minuta. Si të hiqni tapat e veshit - priza dylli nmedik.org/sernaya-probka.html.

Që nga viti 1964, shpimi mekanik me produktivitet të ulët të gurëve të orës është zëvendësuar gjerësisht nga shpimi me lazer. Natyrisht, termi "shpim lazer" nuk duhet të merret fjalë për fjalë; rrezja lazer nuk shpon një vrimë - e shpon atë, duke shkaktuar avullim intensiv të materialit. Në ditët e sotme, shpimi me lazer i gurëve të orës është praktikë e zakonshme. Për këtë qëllim, në veçanti, përdoren lazer qelqi neodymium. Një vrimë në gur (me një trashësi të pjesës së punës prej 0,5-1 mm) bëhet nga një seri pulsesh lazeri me një energji prej 0,5-1 J. Produktiviteti i instalimit të lazerit në modalitetin automatik është një gur në sekondë. Kjo është një mijë herë më e lartë se produktiviteti i shpimit mekanik!

Menjëherë pas lindjes së tij, lazeri mori detyrën e radhës, të cilën e përballoi me po aq sukses - shpimi (shpimi) i vrimave në diamant. Për të marrë tela shumë të hollë nga bakri, bronzi, tungsteni, përdoret teknologjia e tërheqjes së metalit përmes një vrime me diametrin e duhur. Vrima të tilla shpohen në materiale që kanë fortësi veçanërisht të lartë, sepse gjatë procesit të tërheqjes së telit, diametri i vrimës duhet të mbetet i pandryshuar. Diamanti njihet si më i vështiri. Prandaj, është më mirë të tërhiqni një tel të hollë përmes një vrime në diamant - përmes të ashtuquajturave diamanti. Vetëm me ndihmën e diamantit është e mundur të merret tel ultra i hollë me një diametër prej vetëm 10 mikron. Por si mund të shponi një vrimë të hollë në një material super të fortë si diamanti? Është shumë e vështirë ta bësh këtë në mënyrë mekanike - duhen deri në dhjetë orë për të shpuar mekanikisht një vrimë në një diamanti. Por, siç doli, nuk është aspak e vështirë të shposh këtë vrimë me një seri pulsesh të fuqishme lazer.

Sot, shpimi me lazer përdoret gjerësisht jo vetëm për materiale veçanërisht të forta, por edhe për materiale që karakterizohen nga brishtësia e shtuar. Stërvitja me lazer doli të ishte jo vetëm një "mjet" i fuqishëm, por edhe shumë delikat. Shembull: përdorimi i një lazeri gjatë shpimit të vrimave në nënshtresat e çipave të bëra nga qeramika alumini. Qeramika është jashtëzakonisht e brishtë. Për këtë arsye, shpimi mekanik i vrimave në nënshtresën e çipit kryhej, si rregull, në lëndën "e parë". Qeramika u shkrep pas shpimit. Në këtë rast, ka ndodhur një deformim i produktit dhe pozicioni relativ i vrimave të shpuara është shtrembëruar. Problemi u zgjidh me ardhjen e stërvitjeve me lazer. Duke i përdorur ato, mund të punoni me nënshtresa qeramike që tashmë janë shkrepur. Duke përdorur lazer, vrima shumë të holla hapen në qeramikë - vetëm 10 mikronë në diametër. Vrima të tilla nuk mund të merren me shpime mekanike.

4. Prerja dhe saldimi me laser.

Një rreze lazer mund të presë absolutisht çdo gjë: pëlhurë, letër, dru, kompensatë, gomë; plastikë, qeramikë, fletë asbesti, qelqi, fletë metalike. Në të njëjtën kohë, është e mundur të merren prerje të rregullta përgjatë profileve komplekse. Gjatë prerjes së materialeve të ndezshme, vendi i prerjes fryhet me një rrymë gazi inert; rezultati është një buzë e prerë e lëmuar dhe e padjegur. Lazerët me emetim të vazhdueshëm zakonisht përdoren për prerje. Fuqia e kërkuar e rrezatimit varet nga materiali dhe trashësia e pjesës së punës. Për shembull, një lazer CO2 200 W është përdorur për të prerë dërrasat me trashësi 5 cm. Gjerësia e prerjes ishte vetëm 0.7 mm; Natyrisht, nuk kishte tallash.

Për prerjen e metaleve nevojiten lazer me fuqi prej disa kilovatësh. Fuqia e kërkuar mund të reduktohet duke përdorur metodën e prerjes me lazer me gaz - kur, njëkohësisht me rreze lazer, një rrymë e fortë oksigjeni drejtohet mbi sipërfaqen që pritet. Kur një metal digjet në një rrymë oksigjeni (për shkak të reaksioneve të oksidimit të metaleve që ndodhin në këtë rrymë), çlirohet energji e konsiderueshme; Si rezultat, rrezatimi lazer me fuqi vetëm 100-500 W mund të përdoret. Përveç kësaj, një rrjedhë oksigjeni largon produktet e shkrirjes dhe djegies së metalit nga zona e prerjes.

Shembulli i parë i këtij lloji prerjeje është prerja me lazer e pëlhurave në një fabrikë thurjeje. Instalimi përfshin një lazer CO2 100 W, një sistem për fokusimin dhe lëvizjen e rrezes lazer, një kompjuter dhe një pajisje për tensionimin dhe lëvizjen e indeve. Gjatë procesit të prerjes, trau lëviz përgjatë sipërfaqes së pëlhurës me një shpejtësi prej 1 m/s. Diametri i pikës së fokusuar të dritës është 0,2 mm. Lëvizjet e rrezes dhe vetë indit kontrollohen nga një kompjuter. Instalimi lejon, për shembull, prerjen e materialit për 50 kostume brenda një ore. Prerja kryhet jo vetëm shpejt, por edhe shumë saktë; në këtë rast, skajet e prerjes janë të lëmuara dhe të ngurtësuara. Shembulli i dytë është prerja e automatizuar e fletëve të aluminit, çelikut dhe titanit në industrinë e aviacionit. Kështu, një lazer CO2 3 kW pret një fletë titani 5 mm të trashë me një shpejtësi prej 5 cm/s. Duke përdorur një avion oksigjeni, përafërsisht i njëjti rezultat merret me një fuqi rrezatimi prej 100-300 W.

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http://www.allbest.ru/

Ministria e Arsimit dhe Shkencës e Federatës Ruse. Institucioni Arsimor Buxhetor i Shtetit Federal i Arsimit të Lartë. Universiteti Shtetëror Vladimir me emrin A.G. dhe N.G. Stoletov.

Departamenti i Fizikës dhe Matematikës.

Abstrakt mbi temën

"Shpimi i vrimave me lazer"

E përfunduar:

Student i grupit LT - 115

Gordeeva Ekaterina

Vladimir, 2016

Prezantimi

Rreze lazer si një stërvitje

Shpimi me laser i vrimave në metale

Shpimi në materiale jo metalike

Shpimi me laser i vrimave në sipërfaqe të forta

Karakteristikat e shpimit me lazer me brishtësinë e shtuar

konkluzioni

Bibliografi

Prezantimi

Aktualisht lazeri kryen me sukses një sërë operacionesh teknologjike dhe mbi të gjitha si prerje, saldim, shpim vrimash, trajtim termik të sipërfaqes, gërvishtje, shënjim, gdhendje etj., dhe në disa raste jep përparësi ndaj llojeve të tjera të përpunimit. Kështu, shpimi i vrimave në material mund të kryhet më shpejt, dhe gërvishtja e materialeve të ndryshme është më e avancuar. Përveç kësaj, disa lloje operacionesh që më parë ishin të pamundura për t'u kryer për shkak të aksesueshmërisë së vështirë po kryhen me sukses të madh. Për shembull, saldimi i materialeve dhe shpimi i vrimave mund të bëhet përmes xhamit në një vakum ose atmosferë të gazrave të ndryshëm.

Fjala "lazer" përbëhet nga shkronjat fillestare në frazën angleze Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, e cila përkthyer në rusisht do të thotë: amplifikimi i dritës përmes emetimit të stimuluar. Në mënyrë klasike, ndodhi që kur përshkruhen teknologjitë lazer për përpunimin e materialeve, vëmendja kryesore i kushtohet vetëm vetë lazerëve, parimeve të funksionimit të tyre dhe parametrave teknikë. Sidoqoftë, për të zbatuar çdo proces të përpunimit dimensionale me lazer të materialeve, përveç lazerit, një sistem fokusimi i rrezes, një pajisje për kontrollimin e lëvizjes së rrezes përgjatë sipërfaqes së pjesës së punës ose një pajisje për lëvizjen e produktit në lidhje me rrezja, sistemi i injektimit të gazit, sistemet optike të drejtimit dhe pozicionimit, si dhe softueri i kontrollit të procesit kërkohen gjithashtu prerje me lazer, gdhendje, etj. Në shumicën e rasteve, zgjedhja e parametrave të pajisjeve dhe sistemeve që shërbejnë drejtpërdrejt lazerin nuk është më pak e rëndësishme se parametrat e vetë lazerit. Për shembull, për shënjimin e kushinetave me diametër më të vogël se 10 mm, ose për saldimin me lazer preciz me pika, koha e shpenzuar për pozicionimin dhe fokusimin e produktit e kalon kohën e gdhendjes ose saldimit me një deri në dy rend të madhësisë (koha e nevojshme për të shënuar një kushineta është afërsisht 0,5 s). Prandaj, pa përdorimin e sistemeve automatike të pozicionimit dhe fokusimit, përdorimi i komplekseve lazer në shumë raste bëhet ekonomikisht jopraktik. Analogjia e sistemeve lazer me makinat tregon se lazeri kryen funksionet e një motori. Sado i mirë të jetë motori, makina nuk do të lëvizë pa rrota dhe gjithçka tjetër.

Një faktor tjetër i rëndësishëm në zgjedhjen e sistemeve të teknologjisë lazer është lehtësia e mirëmbajtjes së tyre. Siç ka treguar praktika, operatorët kanë kualifikime të ulëta për servisimin e pajisjeve të tilla. Një nga arsyet për këtë është se sistemet lazer instalohen në shumicën e rasteve për të zëvendësuar proceset teknologjike të vjetruara (shënjimi me ndikim dhe kimik i produkteve, gdhendje mekanike, saldim manual, shënim manual, etj.). Menaxherët e ndërmarrjeve që modernizojnë prodhimin e tyre, si rregull, për arsye etike, duke zëvendësuar pajisjet e vjetra me të reja, lënë pas personelin e vjetër (fjalë për fjalë dhe figurativisht) të shërbimit. Prandaj, për të futur në prodhim sistemet teknologjike lazer në kushtet e dhëna fillestare të zhvillimit të tij (në republikat post-sovjetike), është e nevojshme të sigurohet niveli më i lartë i mundshëm i automatizimit dhe lehtësisë së trajnimit. Nuk duhet të anashkalojmë faktin se paga e personelit të pakualifikuar është më e ulët se ajo e një specialisti të trajnuar. Prandaj, është më fitimprurëse ekonomikisht të blini pajisje komplekse me mundësinë e lehtësisë së mirëmbajtjes sesa të ftoni personel shumë të kualifikuar.

Kështu, detyra e përdorimit të teknologjive lazer në prodhimin modern duhet të konsiderohet jo vetëm nga pikëpamja e parametrave teknikë të vetë lazerit, por edhe duke marrë parasysh karakteristikat e pajisjeve dhe softuerit që bëjnë të mundur përdorimin e vetive specifike. e lazerit për të zgjidhur një problem të veçantë teknologjik.

Çdo sistem lazer i krijuar për përpunimin dimensionale të materialeve karakterizohet nga parametrat e mëposhtëm:

Shpejtësia e përpunimit (prerje, gdhendje, etj.);

Rezoluta;

Saktësia e përpunimit;

Madhësia e fushës së punës;

Gama e materialeve përpunuese (metale me ngjyra, metale me ngjyra, dru, plastikë, etj.);

Gama e madhësive dhe peshave të produkteve të destinuara për përpunim;

Konfigurimi i produktit (për shembull, gdhendje në sipërfaqe të sheshta, cilindrike, me onde);

Koha e nevojshme për ndryshimin e detyrave të kryera (ndryshimi i modelit të gdhendjes, konfigurimi - linja e prerjes, ndryshimi i materialit përpunues, etj.);

Koha për instalimin dhe pozicionimin e produktit;

Parametrat e kushteve mjedisore (gama e temperaturës, lagështia, pluhuri) në të cilat sistemi mund të funksionojë;

Kërkesat për kualifikimet e personelit të shërbimit.

Bazuar në këto parametra, zgjidhet lloji i pajisjes së skanimit me lazer dhe rreze, zhvillohet dizajni i fiksimit të produktit, zhvillohet niveli i automatizimit të sistemit në tërësi, çështja e nevojës për të shkruar programe të specializuara për përgatitjen e vizatimit. vendoset dosjet, linjat e prerjes etj.

Karakteristikat kryesore teknike që përcaktojnë natyrën e trajtimit janë parametrat e energjisë së lazerit - energjia, fuqia, dendësia e energjisë, kohëzgjatja e pulsit, struktura hapësinore dhe kohore e rrezatimit, shpërndarja hapësinore e densitetit të fuqisë së rrezatimit në vendin e fokusimit, kushtet e fokusimit, vetitë fizike të materialit.

Rreze lazer si një stërvitje

Shpimi i vrimave në gurët e orës - këtu filloi punën e tij lazeri. Po flasim për gurë rubin, të cilët përdoren në orët si kushineta rrëshqitëse. Në prodhimin e kushinetave të tilla, është e nevojshme të shponi vrima me një diametër prej vetëm 1-0,05 mm në rubin - një material shumë i fortë dhe në të njëjtën kohë i brishtë. Për shumë vite, ky operacion bizhuterish kryhej në mënyrën e zakonshme mekanike duke përdorur stërvitje të bëra nga tel i hollë piano me një diametër 40-50 mikron. Një stërvitje e tillë bëri deri në 30 mijë rrotullime në minutë dhe njëkohësisht kryente rreth njëqind lëvizje reciproke. Shpimi i një guri kërkon deri në 10-15 minuta.

Që nga viti 1964, shpimi mekanik me produktivitet të ulët të gurëve të orës është zëvendësuar gjerësisht nga shpimi me lazer. Natyrisht, termi "shpim lazer" nuk duhet të merret fjalë për fjalë; Rrezja lazer nuk shpon një vrimë - e shpon atë, duke shkaktuar avullim intensiv të materialit. Në ditët e sotme, shpimi me lazer i gurëve të orës është praktikë e zakonshme. Për këtë qëllim, në veçanti, përdoren lazer qelqi neodymium. Një vrimë në gur (me një trashësi të pjesës së punës prej 0,5-1 mm) bëhet nga një seri pulsesh lazeri me një energji prej 0,5-1 J. Produktiviteti i instalimit të lazerit në modalitetin automatik është një gur në sekondë. Kjo është një mijë herë më e lartë se produktiviteti i shpimit mekanik!

Menjëherë pas lindjes së tij, lazeri mori detyrën tjetër, të cilën e përballoi me po aq sukses: shpimi (shpimi) i vrimave në diamant. Ndoshta jo të gjithë e dinë se për të prodhuar tela shumë të hollë nga bakri, bronzi, tungsteni, përdoret teknologjia e tërheqjes së metalit përmes një vrime me diametrin e duhur. Vrima të tilla shpohen në materiale që kanë fortësi veçanërisht të lartë, sepse gjatë procesit të tërheqjes së telit, diametri i vrimës duhet të mbetet i pandryshuar. Diamanti njihet si më i vështiri. Prandaj, është më mirë të tërhiqni një tel të hollë përmes një vrime në diamant - përmes të ashtuquajturave diamanti. Vetëm me ndihmën e diamantit është e mundur të merret tel ultra i hollë me një diametër prej vetëm 10 mikron. Por si mund të shponi një vrimë të hollë në një material super të fortë si diamanti? Është shumë e vështirë ta bësh këtë në mënyrë mekanike; duhen deri në dhjetë orë për të shpuar mekanikisht një vrimë në një diamant.

Kështu duket në prerje tërthore një vrimë në një diamant. Impulset e lazerit nxjerrin një kanal të përafërt në një pjesë pune diamanti. Më pas, duke e trajtuar kanalin me ultratinguj, bluarje dhe lustrim, i japin profilin e kërkuar. Teli i përftuar nga tërheqja përmes një kalori ka një diametër d

Këto vrima të rregullta me diametër 0.3 mm hapen në një pllakë qeramike alumini 0.7 mm të trashë duke përdorur një lazer CO2

Duke përdorur lazer, hapen vrima shumë të holla në qeramikë, me një diametër prej vetëm 10 mikron. Vini re se vrima të tilla nuk mund të merren me shpime mekanike.

Nuk kishte asnjë dyshim në mendjen e askujt se shpimi ishte thirrja e një lazeri. Këtu lazeri në fakt nuk kishte konkurrentë të denjë, veçanërisht kur bëhej fjalë për shpimin e vrimave veçanërisht të holla dhe veçanërisht të thella, kur vrimat duhet të shpohen në materiale shumë të brishta ose shumë të forta. Kaloi relativisht pak kohë dhe u bë e qartë se rrezja lazer mund të përdoret me sukses jo vetëm për shpime, por edhe për shumë operacione të tjera të përpunimit të materialit. Pra, sot mund të flasim për shfaqjen dhe zhvillimin e një teknologjie të re - lazer.

Shpimi me laser i vrimave në metale

Përdorimi i një lazeri si mjet shpimi ka përfitime.

Nuk ka kontakt mekanik midis mjetit të shpimit dhe materialit, si dhe thyerje dhe konsumim të stërvitjeve.

Saktësia e vendosjes së vrimës rritet, pasi optika e përdorur për fokusimin e rrezes lazer përdoret gjithashtu për ta drejtuar atë në pikën e kërkuar. Vrimat mund të orientohen në çdo drejtim.

Është arritur një raport më i madh i thellësisë me diametrin e shpimit se sa është rasti me metodat e tjera të shpimit.

Gjatë shpimit, si dhe gjatë prerjes, vetitë e materialit që përpunohet ndikojnë ndjeshëm në parametrat e lazerit të kërkuar për të kryer operacionin. Shpimi kryhet me lazer pulsues që funksionojnë si në modalitetin e lëvizjes së lirë me një kohëzgjatje impulsi prej rreth 1 μs, ashtu edhe në modalitetin me ndërprerje Q me një kohëzgjatje prej disa dhjetëra nanosekonda. Në të dyja rastet, ka një efekt termik në material, shkrirjen dhe avullimin e tij. Vrima rritet në thellësi kryesisht për shkak të avullimit, dhe në diametër për shkak të shkrirjes së mureve dhe rrjedhjes së lëngut nën presionin e tepërt të krijuar të avullit.

Në mënyrë tipike, vrimat e thella të diametrit të dëshiruar fitohen duke përdorur impulse të përsëritura lazer me energji të ulët. Në këtë rast, vrimat formohen me një konik më të vogël dhe me cilësi më të mirë se vrimat e fituara me një energji të vetme pulsi më të lartë. Përjashtim është për materialet që përmbajnë elementë të aftë për të krijuar presion të lartë avulli. Kështu, bronzi është shumë i vështirë për t'u bashkuar me rrezatim lazer pulsues për shkak të përmbajtjes së lartë të zinkut, megjithatë, gjatë shpimit, bronzi ka disa përparësi, pasi atomet e zinkut përmirësojnë ndjeshëm mekanizmin e avullimit.

Meqenëse modaliteti me shumë impuls bën të mundur marrjen e vrimave me cilësi më të mirë me gjeometrinë e kërkuar dhe me një devijim të lehtë nga dimensionet e specifikuara, në praktikë kjo mënyrë është bërë e përhapur gjatë shpimit të vrimave në metale të holla dhe materiale jo metalike. Megjithatë, kur shponi vrima në materiale të trasha, preferohen impulse të vetme me energji të lartë. Diafragimi i rrezes lazer bën të mundur marrjen e vrimave në formë, por kjo metodë përdoret më shpesh kur përpunohen filma të hollë dhe materiale jo metalike. Në rastin kur shpimi me lazer kryhet në fletë të holla me trashësi më të vogël se 0,5 mm, ka një unifikim të procesit, që konsiston në faktin se vrima me diametër nga 0,001 deri në 0,2 mm mund të bëhen në të gjitha metalet në fuqi relativisht të ulëta.

Vrimat e shpimit në metale mund të përdoren në një sërë rastesh. Kështu, me ndihmën e laserëve pulsues, mund të kryhet balancimi dinamik i pjesëve që rrotullohen me shpejtësi të madhe. Çekuilibri zgjidhet duke shkrirë lokalisht një vëllim të caktuar materiali. Lazeri mund të përdoret gjithashtu për të vendosur elementë elektronikë ose me avullim lokal të materialit ose me ngrohje të përgjithshme. Dendësia e lartë e fuqisë, madhësia e vogël e pikës dhe kohëzgjatja e shkurtër e pulsit e bëjnë lazerin një mjet ideal për këto qëllime.

Lazerët e përdorur për shpimin e vrimave në metal duhet të sigurojnë një densitet fuqie të rendit prej 107 - 108 W/cm2 në rrezen e fokusuar. Shpimi i vrimave me shpime metalike me diametër më të vogël se 0,25 mm është një detyrë e vështirë praktike, ndërsa shpimi me lazer bën të mundur marrjen e vrimave me një diametër proporcional me gjatësinë e valës së rrezatimit me një saktësi mjaft të lartë vendosjeje. Specialistët nga General Electric (SHBA) kanë llogaritur se shpimi me lazer i vrimave është shumë konkurrues ekonomikisht në krahasim me përpunimin me rreze elektronike. Aktualisht, lazerët e gjendjes së ngurtë përdoren kryesisht për shpimin e vrimave. Ato sigurojnë ritme të përsëritjes së pulsit deri në 1000 Hz dhe fuqi në modalitetin e vazhdueshëm nga 1 në 103 W, në modalitetin pulsues deri në qindra kilovat dhe në modalitetin Q-switch deri në disa megavat. Disa rezultate të përpunimit me lazer të tillë janë dhënë në tabelë

	Trashësia, mm	Diametri i vrimës, mm	Kohëzgjatja shpimi	Energjia lazer,
		hyrje	ditë pushimi
Çelik inox				10 pulses
Nikel çeliku
Tungsteni

Molibden

Shpimi në materiale jo metalike

Shpimi i vrimave është një nga fushat e para të teknologjisë lazer. Së pari, duke djegur vrima në materiale të ndryshme, eksperimentuesit i përdorën ato për të vlerësuar energjinë e rrezatimit të impulseve lazer. Aktualisht, procesi i shpimit me lazer po bëhet një drejtim i pavarur i teknologjisë lazer. Materialet që mund të shpohen duke përdorur një rreze lazer përfshijnë jometale të tilla si diamante, gurë rubin, ferrite, qeramikë, etj., në të cilat shpimi i vrimave duke përdorur metoda konvencionale është i vështirë ose joefektiv. Duke përdorur një rreze lazer, mund të shponi vrima me diametra të ndryshëm. Dy metodat e mëposhtme përdoren për këtë operacion. Në metodën e parë, rrezja lazer lëviz përgjatë një konture të caktuar, dhe forma e vrimës përcaktohet nga trajektorja e lëvizjes së saj relative. Këtu zhvillohet një proces prerjeje, në të cilin burimi i nxehtësisë lëviz me një shpejtësi të caktuar në një drejtim të caktuar: në këtë rast, si rregull, përdoren lazer me valë të vazhdueshme, si dhe ato pulsuese, që funksionojnë me një përsëritje të rritur të pulsit. norma.

Në metodën e dytë, të quajtur projeksion, vrima e përpunuar ndjek formën e një rreze lazer, së cilës mund t'i jepet çdo prerje tërthore duke përdorur një sistem optik. Metoda e projeksionit të shpimit të vrimave ka disa përparësi në krahasim me të parën. Pra, nëse vendosni një diafragmë (maskë) në rrugën e rrezes, atëherë në këtë mënyrë mund të prisni pjesën periferike të saj dhe të merrni një shpërndarje relativisht uniforme të intensitetit në seksionin kryq të rrezes. Falë kësaj, kufiri i zonës së rrezatuar bëhet më i mprehtë, zvogëlimi i vrimës zvogëlohet dhe cilësia përmirësohet.

Ekzistojnë një numër teknikash që ju lejojnë të zgjidhni gjithashtu një pjesë të materialit të shkrirë nga vrima që përpunohet. Një prej tyre është krijimi i presionit të tepërt me ajër të kompresuar ose gazra të tjerë, të cilët furnizohen në zonën e shpimit duke përdorur një hundë koaksiale me rrezatim lazer. Kjo metodë është përdorur për të shpuar vrima me diametër 0,05-0,5 mm në pllaka qeramike deri në 2,5 mm të trasha duke përdorur një lazer CO2 që funksionon në mënyrë të vazhdueshme.

Shpimi i vrimave në qeramikë të fortë është një detyrë e vështirë: metoda konvencionale kërkon një mjet diamanti, ndërsa metodat e tjera ekzistuese kanë vështirësi që lidhen me madhësinë e vrimës në diametër, të barabartë me të dhjetat e milimetrit. Këto vështirësi janë veçanërisht të dukshme kur trashësia e pllakës që përpunohet është më e madhe se diametri i vrimës. Raporti i thellësisë së vrimës (trashësia e materialit) me diametrin e saj është një masë e cilësisë së prodhimit të vrimave të holla; është 2:1 për shpimin konvencional dhe rreth 4:1 për metodën tejzanor që përdoret gjatë shpimit të qeramikës dhe materialeve të tjera zjarrduruese.

Metoda lazer e shpimit të kësaj klase materialesh lejon që dikush të marrë një raport më të mirë me një saktësi shumë të lartë të vendosjes së vrimave dhe relativisht më pak kohë. Kështu, kur lazeri shpon qeramikë alumini polikristaline me densitet të lartë, një lazer rubin me një energji impulsi prej 1.4 J, një lente e fokusuar me një gjatësi fokale prej 25 mm në sipërfaqen e diskut dhe siguron një densitet fuqie prej rreth 4 Është përdorur -106 W/cm2. Mesatarisht, 40 impulse me një ritëm përsëritjeje prej 1 Hz nevojiteshin për të shpuar një disk qeramik 3,2 mm të trashë. Kohëzgjatja e pulsit lazer ishte 0,5 ms. Vrimat që rezultuan u ngushtuan me një diametër prej rreth 0,5 mm në hyrje dhe 0,1 mm në dalje. Mund të shihet se raporti i thellësisë me diametrin mesatar të vrimës është rreth 11:1, që është dukshëm më i madh se raporti i ngjashëm për metodat e tjera të shpimit të vrimave. Për materialet e thjeshta, ky raport gjatë shpimit me lazer mund të jetë 50:1.

Për të hequr produktet e djegies dhe fazën e lëngshme nga zona e shpimit, përdoret fryrja me ajër ose gazra të tjerë. Fryrja më efikase e produkteve ndodh kur një kombinim i fryrjes nga ana e përparme dhe fshesë me korrent nga ana e pasme e kampionit. Një skemë e ngjashme u përdor për të shpuar vrima në qeramikë deri në 5 mm të trasha. Sidoqoftë, heqja efektive e fazës së lëngshme në këtë rast ndodh vetëm pas formimit të një vrime përmes.

Në tabelë Figura 7 tregon parametrat e vrimave në disa materiale jometalike dhe mënyrat e përpunimit të tyre.

Materiali	Parametrat e vrimës	Mënyra e përpunimit
	Diametri, mm	Thellësia, mm	Raporti i thellësisë me diametrin	Energjia, J	Kohëzgjatja e pulsit	Dendësia e fluksit, W/cm2	Numri i pulseve për vrimë



Qeramika

Shpimi me laser i vrimave në sipërfaqe të forta

Shpimi me laser i vrimave karakterizohet nga procese fizike si ngrohja, avullimi dhe shkrirja e materialit. Supozohet se vrima rritet në thellësi si rezultat i avullimit, dhe në diametër si rezultat i shkrirjes së mureve dhe zhvendosjes së lëngut nga presioni i tepërt i avullit.

Për të prodhuar vrima precize me një tolerancë prej rreth 2 µm, përdoren lazer me impulse shumë të shkurtra në intervalin ns dhe ps. Duke ju lejuar të kontrolloni diametrin e vrimës në një nivel të caktuar, d.m.th. duke mos çuar në ngrohjen dhe shkrirjen e mureve, të cilat janë përgjegjëse për rritjen e diametrit të vrimës, por që çojnë në avullimin e materialit nga faza e ngurtë. Gjithashtu, përdorimi i lazerëve me diapazon pulsi ns dhe ps mund të zvogëlojë ndjeshëm praninë e fazës së lëngshme të ngurtësuar në sipërfaqet anësore të vrimës.

Për momentin, ekzistojnë disa metoda për zbatimin e shpimit me lazer të vrimave: shpimi me një impuls të vetëm përdor një puls të vetëm, si rezultat i të cilit shpohet një vrimë. Përparësitë e kësaj metode janë shpejtësia. Disavantazhet: energjia e lartë e pulsit, trashësia e ulët dhe forma kanonike e vrimës për shkak të uljes së transferimit të energjisë termike me rritjen e thellësisë së vrimës.

Në shpimin me ndikim, krijohet një vrimë nën ndikimin e disa pulseve lazer me kohëzgjatje dhe energji të parëndësishme.

Përparësitë: aftësia për të krijuar vrima më të thella (rreth 100 mm), duke marrë vrima me diametër të vogël. Disavantazhi i kësaj metode është procesi më i gjatë i shpimit.

Shpimi i unazës ndodh nën ndikimin e disa pulseve lazer. Së pari, çekiçi lazer shpon vrimën fillestare. Më pas ai e zmadhon vrimën e fillimit duke lëvizur në një shteg rrethor në rritje në pjesën e punës disa herë. Pjesa më e madhe e materialit të shkrirë nxirret nga vrima në drejtim poshtë. Shpimi me spirale, ndryshe nga shpimi rrethor, nuk përfshin krijimin e një vrime fillestare. Që në pulset e para, lazeri lëviz përgjatë një shtegu rrethor përgjatë materialit. Me këtë lëvizje del një sasi e madhe materiali. Duke lëvizur si një shkallë spirale, lazeri thellon vrimën. Pasi lazeri kalon përmes materialit, mund të kryhen edhe disa rrathë të tjerë. Ato janë krijuar për të zgjeruar pjesën e poshtme të vrimës dhe për të zbutur skajet. Shpimi me rrotullim prodhon vrima shumë të mëdha dhe të thella të cilësisë së lartë. Përparësitë: marrja e vrimave të mëdha dhe të thella të cilësisë së lartë.

Përparësitë e shpimit me lazer: aftësia për të prodhuar vrima të vogla (më pak se 100 mikron), nevoja për të shpuar vrima në një kënd, shpimi i vrimave në materiale shumë të forta, aftësia për të prodhuar vrima jo të rrumbullakëta, produktivitet i lartë i procesit, efekt i ulët termik. në material (me një ulje të kohëzgjatjes së pulsit, ngrohja zvogëlon materialin), metoda pa kontakt që lejon shpimin e materialeve të brishta (diamanti, porcelani, ferriti, kristal safiri, qelqi), automatizimi i lartë i procesit, jetëgjatësia e shërbimit dhe stabiliteti i procesit.

Kjo punë i kushtohet kërkimit të mënyrave optimale të shpimit me lazer të vrimave në sipërfaqe të ndryshme të forta.

Për kryerjen e eksperimenteve u përdor një lazer me pulsim infra të kuqe Nd:YAG me një gjatësi vale prej 1064 nm. Me një fuqi maksimale lazer prej 110 W, një shkallë përsëritjeje pulsi prej 10 kHz dhe një kohëzgjatje pulsi prej 84 ns, vrimat në këtë punë u krijuan nga shpimi me goditje. Gjatë shpimit me lazer, fuqia e rrezatimit lazer varionte nga 3,7 W në 61,4 W dhe diametri i pikës lazer në sipërfaqen e mostrës varionte nga 2 mm në 4 mm.

Shpimi i vrimave me laser është kryer në këto sipërfaqe të forta: plastikë (e verdhë), fibër karboni, alumin, trashësi përkatësisht 1, 22, 3 mm. vrima e shpimit me lazer metalik

Cilësia e shpimit të sipërfaqes me lazer ndikohet ndjeshëm nga parametrat e mëposhtëm: fuqia mesatare e rrezatimit lazer, diametri i pikës lazer në sipërfaqen e kampionit, vetitë fizike të materialit (koeficienti i përthithjes së rrezatimit lazer nga sipërfaqja, temperatura e shkrirjes), lazer gjatësia e valës së rrezatimit, kohëzgjatja e pulsit dhe metoda e shpimit me lazer (pulsi i vetëm, shpimi me ndikim, etj.).

Tabela 1 tregon mënyrat e shpimit me lazer në sipërfaqe të ndryshme të forta.

Mënyrat për shpimin e vrimave me lazer në sipërfaqe të ndryshme

Shpimi me laser i materialeve shumë të brishta

Shpimi me laser përdoren gjerësisht për të prodhuar vrima jo vetëm në materiale të forta dhe super të forta, por edhe në materiale të karakterizuara nga brishtësia e shtuar.

Për shpimi i vrimës me lazer Aktualisht ata përdorin instalimin Kvant-11, i krijuar në bazë të një lazeri pulsues YAG-Nd. Saldimi me lazer bazohet gjithashtu në veprimin e saldimit të rrezatimit të fokusuar nga një lazer pulsues. Për më tepër, përdoren si saldimi me tegel ashtu edhe saldimi në vend

Proceset kryesore gjatë lazer Gjatë shpimit të materialeve jometalike, si dhe gjatë prerjes, ngrohjes, shkrirjes dhe avullimit nga zona e rrezatimit lazer ndodhin. Për të siguruar këto procese, është e nevojshme të kemi një densitet fuqie prej 106 - 107 W/cm2 të krijuar nga sistemi optik në pikën fokale. Në këtë rast, vrima rritet në thellësi për shkak të avullimit të materialeve; ka edhe shkrirje të mureve dhe nxjerrje të fraksionit të lëngshëm për shkak të presionit të tepërt të avullit të krijuar.Industria vendase aktualisht është duke përdorur gjerësisht shpimi me lazer i vrimave në diamante, duke siguruar saktësi dhe kontroll të lartë mbi formimin e vrimave gjatë procesit të shpimit.

Shpimi i vrimave me shpime metalike me diametër më të vogël se 0 25 mm është një detyrë praktike e vështirë, ndërsa shpimi me lazer ju lejon të merrni vrima me një diametër në përpjesëtim me gjatësinë e valës së rrezatimit, me një saktësi mjaft të lartë të vendosjes.

Dihet nga eksperimentet se karakteristikat teknike dhe veçoritë e prerjes me lazer preciz të pllakave të holla metalike përcaktohen në përgjithësi nga të njëjtat kushte dhe faktorë si karakteristikat teknike të proceseve. shpimi me lazer me shumë impuls . Gjerësia mesatare e prerjes në pllaka të holla metalike është zakonisht 30 - 50 mikron përgjatë gjithë gjatësisë së kampionit, muret e tyre janë pothuajse paralele dhe sipërfaqja nuk përmban defekte të mëdha ose përfshirje të huaja. Një nga veçoritë e prerjes së rrezatimit pulsues është mundësia e të ashtuquajturit efekt kanalizimi. Ky efekt shprehet në futjen e një rrezeje me cilësi të lartë (difraksioni) në kanalin e formuar nga impulset e mëparshme përmes rireflektimit nga muri i tij. Formimi i një kanali të ri fillon pasi e gjithë rreze e difraksionit të zhvendoset përtej kontureve të atij të mëparshëm. Ky proces përcakton vrazhdësinë përfundimtare të murit të prerjes dhe mund të stabilizojë saktësinë e prerjes duke kompensuar paqëndrueshmërinë e modelit gjatë përpunimit me shumë kalime. Në këtë rast, vrazhdësia e skajeve të prera zakonisht nuk kalonte 4 - 5 mikron, gjë që mund të konsiderohet mjaft e kënaqshme.

Laserët kryejnë gjithashtu një operacion të tillë si përfundimi i përafërt i makinerive të shpenzuara në diametrin tjetër më të madh sipas standardit. Nëse me shpimin mekanik ky operacion zgjati rreth 20 orë, atëherë me Në shpimin me lazer, ajo kërkon vetëm disa duzina impulse. Intervali i përgjithshëm kohor është rreth 15 minuta për përafërtimin e një kërpudhe.

Shpimi i vrimave është ndoshta një nga fushat e para të teknologjisë lazer. Aktualisht procesi Shpimi me laser po bëhet një zonë e pavarur e teknologjisë lazer dhe zë një pjesë të konsiderueshme në industrinë vendase dhe të huaj. Materialet që mund të shpohen duke përdorur një rreze lazer përfshijnë jometale të tilla si diamante, gurë rubin, ferrite, qeramikë, etj., në të cilat shpimi i vrimave duke përdorur metoda konvencionale është i vështirë ose joefektiv.

Megjithatë, kur shponi vrima në materiale të trasha, preferohen impulse të vetme me energji të lartë. Diafragimi i rrezes lazer bën të mundur marrjen e vrimave në formë, por kjo metodë përdoret më shpesh kur përpunohen filma të hollë dhe materiale jo metalike. Në atë rast, për të kur l shpimi me lazer prodhohet në fletë të holla me trashësi më të vogël se 0,5 mm, ka një unifikim të procesit, që konsiston në faktin se vrima me diametër nga 0,001 deri në 0,2 mm mund të prodhohen në të gjitha metalet me fuqi relativisht të ulëta. Për trashësi të mëdha, sipas Fig. 83, jolineariteti shfaqet për shkak të efektit të shqyrtimit.

Edhe më herët, u vu re se përdorimi i PCB-ve fleksibël rrit besueshmërinë e tyre, zvogëlon kohën e montimit të pajisjes me qindra orë dhe siguron një rritje në vëllim dhe peshë me 2-4 herë në krahasim me përdorimin e PCB-ve të ngurtë në MEA. Tani pengesa ekzistuese më parë në zhvillimin e PCB-ve fleksibël, domethënë konservatorizmi i njohur i projektuesve të mësuar të punojnë me PCB-të konvencionale, mund të konsiderohet një fazë e kaluar. Në të njëjtën kohë, detyra e zvogëlimit të streseve mekanike midis PCB-së dhe LSI-ve të instaluara në të në mbajtësin e kristalit është thjeshtuar, dhe gjithashtu bëhet e mundur të merret shpimi me lazer i vrimave nënminiaturë me diametër 125 mikron (në vend të 800 mikron në PCB-të konvencionale) për ndërrimin e shtresave duke i mbushur vazhdimisht me bakër. Së fundi, PCB fleksibël poliimid është transparent, duke ju lejuar të inspektoni vizualisht të gjitha nyjet e saldimit në secilën shtresë në kushte ndriçimi të zgjedhura me kujdes.

konkluzioni

Si përfundim, do të doja të ndalem në disa çështje të përgjithshme të futjes së teknologjive lazer në prodhimin modern.

Faza e parë e krijimit të një instalimi teknologjik lazer është zhvillimi i specifikimeve teknike. Në shumë raste, klientët përpiqen të luajnë të sigurt dhe të përfshijnë karakteristika që tejkalojnë shumë nevojat aktuale të prodhimit. Si rezultat, kostoja e pajisjeve rritet me 30-50%. Paradoksalisht, arsyeja për këtë është, si rregull, kostoja relativisht e lartë e sistemeve lazer. Shumë drejtues biznesi argumentojnë si më poshtë:

“...nëse blej pajisje të reja të shtrenjta, atëherë karakteristikat e saj duhet të tejkalojnë normat që janë të nevojshme për momentin, “ndoshta” një ditë do të më duhen…”. Si rezultat, aftësitë e mundshme të pajisjes nuk përdoren kurrë, dhe koha e shlyerjes së saj rritet.

Një shembull i kësaj qasjeje është kalimi nga shënimi mekanik i pjesëve në shënimin me lazer. Kriteret kryesore për shënimin janë kontrasti i mbishkrimit dhe rezistenca ndaj gërryerjes. Kontrasti përcaktohet nga raporti i gjerësisë dhe thellësisë së vijës së gdhendjes. Gjerësia minimale e vijës për gdhendje mekanike është afërsisht 0.3 mm. Për të marrë një mbishkrim të kundërt, thellësia e tij duhet të jetë rreth 0,5 mm. Prandaj, në shumë raste, kur hartohen specifikimet teknike për një instalim lazer, merren parasysh këto parametra. Por gjerësia e linjës për gdhendjen me lazer është 0,01-0,03 mm, përkatësisht, thellësia e mbishkrimit mund të bëhet 0,05 mm, d.m.th. një rend i madhësisë më i vogël se ai mekanik. Prandaj, marrëdhënia midis fuqisë lazer dhe kohës së shënimit mund të optimizohet në lidhje me koston e sistemit. Si rezultat, çmimi i sistemit lazer zvogëlohet, dhe si rezultat, koha e shlyerjes së tij.

Futja e teknologjive lazer në shumë raste bën të mundur zgjidhjen e problemeve "të vjetra" duke përdorur metoda thelbësisht të reja. Një shembull klasik i kësaj është aplikimi i mbishkrimeve mbrojtëse, vulave, etj. mbi produktet për të siguruar mbrojtje kundër falsifikimit. Aftësitë e teknologjisë lazer bëjnë të mundur identifikimin e një mbishkrimi sigurie me një rresht të vetëm në mbishkrim. Aftësia për të përdorur metoda kriptografike bën të mundur zbatimin e mbrojtjes "dinamike" kundër falsifikimit, d.m.th. duke ruajtur modelin e përgjithshëm, pas një kohe të caktuar ndryshojnë disa elementë, të njohur vetëm nga ekspertët ose pajisjet speciale. E paarritshme për metodat mekanike të falsifikimit është aftësia për të krijuar një skaj të vogël (3-10 mikronë) me një lazer nga emetimet metalike në skajet e linjës së gdhendjes. Përdorimi i integruar i teknikave të tilla minimizon gjasat e falsifikimit dhe e bën atë ekonomikisht joprofitabile.

Futja e teknologjive lazer në këtë fazë të zhvillimit teknologjik (kalimi nga kapitalizmi "i egër" në prodhim normal) është vetëm një nga opsionet për fillimin e formimit të asaj që quhet prodhim i teknologjisë së lartë. Ato ndërmarrje të vogla që përdorin disa sisteme lazer të këtij lloji kanë konfirmuar ligjin e dialektikës së kalimit nga sasia në cilësi. Pajisjet e reja kërkojnë metoda thelbësisht të reja të servisit të saj, gjë që zakonisht kërkon vëmendje të shtuar nga stafi dhe ruajtjen e "pastërtisë" në dhomën ku ndodhet. Ato. Ka një kalim në një nivel cilësor të ri të kulturës së prodhimit. Në këtë rast, zakonisht, numri i punonjësve zvogëlohet dhe menaxherët e ndërmarrjeve fillojnë të zgjidhin çështjet e organizimit të punës jo të "kolektivit të punës", por të optimizimit të punës së ndërmarrjes, në të cilën punonjësit janë vetëm një pjesë integrale e procesi teknologjik. Pavarësisht nëse teknologjia laserike do të përdoret në këtë prodhim në të ardhmen apo jo, përvoja e fituar dhe kultura e formuar nuk do të zhduket askund. Kjo është ajo që vëzhguesit e jashtëm zakonisht e quajnë revolucion teknologjik ose shkencor-teknik, megjithëse në fakt është një proces normal evolucionar. Historia e zhvillimit të shumë firmave të mëdha teknologjike tregon se në një moment të caktuar kohor gjatë fazave fillestare të zhvillimit, të gjitha kaluan nëpër një fazë të ngjashme tranzicioni. Mund të rezultojë se ne jemi aktualisht në një fazë të zhvillimit teknologjik ku investimet relativisht të vogla në teknologjitë e reja tani do të çojnë në kthime të mëdha në të ardhmen. Në sinergjitikën, shkencën e sistemeve të vetëorganizimit, një situatë e tillë i nënshtrohet ligjit "flutur" (R. Bradbury "Dhe bubullima goditi..."), i cili përshkruan procesin kur çojnë ndryshime të vogla në të kaluarën ose të tashmen. ndaj pasojave globale në të ardhmen.

Lista e literaturës së përdorur

1. Rykalin N.N. Përpunimi me laser i materialeve. M., Inxhinieri Mekanike, 1975, 296 f.

2. Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Proceset teknologjike të përpunimit me laser: Teksti mësimor. manual për universitetet / Ed. A.G. Grigoryants. - M.: Shtëpia botuese e MSTU im. N.E. Bauman, 2006. -664 f.

3. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Aplikimi i lazerëve në inxhinierinë mekanike dhe në prodhimin e instrumenteve. - L., Inxhinieri Mekanike. Leningr. departamenti, 1978, 336 f.

Postuar në Allbest.ru

...

Dokumente të ngjashme

Zhvillimi i një makine për shpimin e vrimave në shtyllën kurrizore të një blloku librash me materiale të printuara. Analiza e pajisjeve ekzistuese për shpimin e vrimave, disavantazhet e saj. Zhvillimi i një diagrami teknologjik të makinës dhe dizajni i kokës së shpimit.

tezë, shtuar 29.07.2010

Fazat e zhvillimit të një mjeti për shpimin e vrimave në pjesë: vendosja e pjesës së punës në një plan horizontal në sipërfaqe, përzgjedhja e pajisjeve për procesin teknologjik, llogaritja e kushteve të prerjes, gabimet e prodhimit dhe saktësia e instalimeve.

puna e kursit, shtuar 16.11.2010

Baza teknologjike e procesit të shpimit të vrimave. Llojet e makinave dhe përbërësit kryesorë të tyre. Ndikimi i elementeve materiale dhe gjeometrike të shpimit. Ndryshimi i parametrave gjeometrikë të pjesës prerëse të stërvitjeve. Mënyrat themelore të operacioneve të përfundimit për prodhimin e stërvitjes.

tezë, shtuar 30.09.2011

Historia e makinave metalprerëse. Qëllimi i shpimit është një operacion për të prodhuar vrima në materiale të ndryshme gjatë përpunimit të tyre, qëllimi i të cilit është krijimi i vrimave për filetim, kundërmbytje dhe rimbushje. Llojet themelore të broaching.

prezantim, shtuar 10/05/2016

Vështirësitë kryesore të përpunimit të vrimave. Vendosja e opsioneve për operacionet e shpimit të thellë. Funksionet e lëngut prerës, metodat e furnizimit të tij. Llojet e shpimit të thellë. Formimi i patate të skuqura të kënaqshme dhe heqja e tyre nga vrima.

manual trajnimi, shtuar 12/08/2013

Përshkrimi i operacioneve teknologjike - shpimi dhe rrahja për të marrë vrima në pjesën e pllakës së pllakës. Zgjedhja e një vegle makine për përpunimin e saj. Parimi i funksionimit të tij dhe llogaritja e saktësisë. Përcaktimi i kushteve të prerjes dhe forcës shtrënguese.

puna e kursit, shtuar 17.01.2013

Formimi i vrimave në metal të ngurtë nga shpimi, saktësia e përpunimit të tyre, grupi i veglave; klasa e vrazhdësisë së sipërfaqes. Mënyrat e shpimit, kundërmbytjes, reaming. Zhvillimi i një skeme shtrëngimi të pjesëve; llogaritja e gabimit të pozicionimit dhe forcës shtrënguese.

punë laboratorike, shtuar 29.10.2014

Shpimi, reamimi, kundërmbytja dhe rimbushja e vrimave në pjesë të mëdha dhe të rënda. Markat e materialeve të rekomanduara për planifikimin e prerësve, karakteristikat e tyre. Llogaritja e kushteve të prerjes për prodhimin e kthesës gjatësore të një boshti çeliku.

test, shtuar 21.11.2010

Teknologji lazer. Parimi i funksionimit të lazerëve. Karakteristikat themelore të një rreze lazer. Monokromatikiteti i rrezatimit lazer. Fuqia e saj. Impuls gjigant. Aplikimi i rrezes lazer në industri, teknologji, mjekësi. Holografia.

abstrakt, shtuar 23.11.2003

Shpimi është procesi i krijimit të vrimave në material të ngurtë duke përdorur një mjet të quajtur stërvitje. Përcaktimi i faktorëve kryesorë që ndikojnë në saktësinë e procesit teknologjik, lëvizjet ekzistuese: drejtimore rrotulluese dhe përkthimore.

Teknologjitë lazer janë të afta të luajnë një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në përpunimin industrial të materialeve. Ata kryejnë me sukses prerjen, saldimin, shpimin, përpunimin e sipërfaqes termike, gërvishtjen dhe operacione të tjera. Përparësitë e kësaj përfshijnë produktivitetin më të lartë, cilësinë e përsosur, veçantinë e operacioneve të kryera në vende të paarritshme ose në sipërfaqe shumë të vogla. Sistemet automatike për pozicionimin dhe fokusimin e komplekseve lazer e bëjnë aplikimin e tyre edhe më efikas dhe lehtësia e funksionimit krijon parakushte për zbatimin e tyre të gjerë në proceset e prodhimit.

S.N. Kolpakov, A.A. E pranueshme,
Alt Laser LLC, Kharkov

Aktualisht, lazeri kryen me sukses një sërë operacionesh teknologjike, kryesisht si prerja, saldimi, shpimi i një vrime, trajtimi termik i sipërfaqes, gërvishtja, shënjimi, gdhendja etj., dhe në disa raste jep përparësi ndaj llojeve të tjera të përpunimit. Kështu, shpimi i vrimave në materiale mund të kryhet më shpejt, dhe gërvishtja e materialeve të ndryshme është më e avancuar. Për më tepër, disa lloje operacionesh që më parë ishin të pamundura për shkak të rritjes së intensitetit të punës kryhen me sukses të madh. Për shembull, saldimi i materialeve dhe shpimi i vrimave mund të kryhet përmes xhamit në një vakum ose atmosferë të gazrave të ndryshëm.

Përpunimi i materialeve industriale është bërë një nga fushat ku laserët përdoren më gjerësisht. Para ardhjes së lazerëve, burimet kryesore të nxehtësisë për përpunim ishin një pishtar gazi, një shkarkesë e harkut elektrik, një hark plazmatik dhe një rreze elektronike. Me ardhjen e lazerëve që lëshojnë energji të lartë, u bë e mundur krijimi i densitetit të lartë të fluksit të dritës në sipërfaqen që përpunohej. Roli i lazerëve si burime drite, që veprojnë në modalitete impulsi të vazhdueshëm, pulsues ose gjigant, është të sigurojnë në sipërfaqen e materialit që përpunohet një densitet fuqie të mjaftueshme për ta ngrohur, shkrirë ose avulluar atë, gjë që është baza e teknologjisë lazer.

Aktualisht, lazeri kryen me sukses një sërë operacionesh teknologjike, kryesisht si prerja, saldimi, shpimi i vrimave, trajtimi termik i sipërfaqes, gërvishtja, shënjimi, gdhendja etj., dhe në disa raste jep përparësi ndaj llojeve të tjera të përpunimit. Kështu, shpimi i vrimave në materiale mund të kryhet më shpejt, dhe gërvishtja e materialeve të ndryshme është më e avancuar. Përveç kësaj, disa lloje operacionesh që më parë ishin të pamundura për t'u kryer për shkak të aksesueshmërisë së vështirë po kryhen me sukses të madh. Për shembull, saldimi i materialeve dhe shpimi i vrimave mund të bëhet përmes xhamit në një vakum ose atmosferë të gazrave të ndryshëm.

Fjala "lazer" përbëhet nga shkronjat fillestare në frazën angleze Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, e cila përkthyer në rusisht do të thotë: përforcim i dritës përmes emetimit të stimuluar. . Në mënyrë klasike, ndodhi që kur përshkruhen teknologjitë lazer për përpunimin e materialeve, vëmendja kryesore i kushtohet vetëm vetë lazerëve, parimeve të funksionimit të tyre dhe parametrave teknikë. Sidoqoftë, për të zbatuar çdo proces të përpunimit dimensionale me lazer të materialeve, përveç një lazeri, një sistem përqendrimi i rrezes, një pajisje për kontrollimin e lëvizjes së rrezes përgjatë sipërfaqes së pjesës së punës ose një pajisje për lëvizjen e produktit në lidhje me rrezja, sistemi i injektimit të gazit, sistemet optike të drejtimit dhe pozicionimit, si dhe softueri i kontrollit janë gjithashtu të nevojshëm proceset e prerjes me lazer, gdhendjes, etj. Në shumicën e rasteve, zgjedhja e parametrave të pajisjeve dhe sistemeve që shërbejnë drejtpërdrejt lazerin nuk është më pak e rëndësishme. sesa parametrat e vetë lazerit. Për shembull, për shënjimin e kushinetave me diametër më të vogël se 10 mm ose për saldimin me lazer preciz me pika, koha e shpenzuar për pozicionimin dhe fokusimin e produktit tejkalon kohën e gdhendjes ose saldimit me një deri në dy rend të madhësisë (koha e nevojshme për të shënuar një kushinetë është afërsisht 0,5 s). Prandaj, pa përdorimin e sistemeve automatike të pozicionimit dhe fokusimit, përdorimi i komplekseve lazer në shumë raste bëhet ekonomikisht jopraktik. Analogjia e sistemeve lazer me makinat tregon se lazeri kryen funksionet e një motori. Sado i mirë të jetë motori, makina nuk do të lëvizë pa rrota dhe gjithçka tjetër.

Kështu, detyra e përdorimit të teknologjive lazer në prodhimin modern duhet të konsiderohet jo vetëm nga pikëpamja e parametrave teknikë të vetë lazerit, por edhe duke marrë parasysh karakteristikat e pajisjeve dhe programeve kompjuterike, të cilat bëjnë të mundur përdorimin e specifikave specifike. vetitë e lazerit për të zgjidhur një problem të veçantë teknologjik.

Çdo sistem lazer i krijuar për përpunimin dimensionale të materialeve karakterizohet nga parametrat e mëposhtëm:

shpejtësia e përpunimit (prerje, gdhendje, etj.);
rezolucioni;
saktësia e përpunimit;
madhësia e fushës së punës;
gamën e materialeve përpunuese (metale me ngjyra, metale me ngjyra, dru, plastikë, etj.);
gamën e madhësive dhe peshave të produkteve të destinuara për përpunim;
konfigurimi i produktit (për shembull, gdhendje në sipërfaqe të sheshta, cilindrike, me onde);
koha e nevojshme për ndryshimin e detyrave të kryera (ndryshimi i modelit të gdhendjes, konfigurimi i linjës së prerjes, ndryshimi i materialit përpunues, etj.);
koha e instalimit dhe pozicionimit të produktit;
parametrat e kushteve mjedisore (gama e temperaturës, lagështia, pluhuri) në të cilat sistemi mund të funksionojë;
kërkesat për kualifikimet e personelit të shërbimit.

Karakteristikat kryesore teknike që përcaktojnë natyrën e përpunimit janë parametrat e energjisë së lazerit - energjia, fuqia, dendësia e energjisë, kohëzgjatja e pulsit, strukturat hapësinore dhe kohore të rrezatimit, shpërndarja hapësinore e densitetit të fuqisë së rrezatimit në vendin e fokusimit, kushtet e fokusimit. vetitë fizike të materialit (reflektiviteti, vetitë termofizike, pika e shkrirjes, etj.).

Shpimi me laser i vrimave në metale

Përdorimi i një lazeri si mjet shpimi ka përfitime.

Nuk ka kontakt mekanik midis mjetit të shpimit dhe materialit, si dhe thyerje dhe konsumim të stërvitjeve.

Është arritur një raport më i madh i thellësisë me diametrin e shpimit se sa është rasti me metodat e tjera të shpimit.

Gjatë shpimit, si dhe gjatë prerjes, vetitë e materialit që përpunohet ndikojnë ndjeshëm në parametrat e lazerit të kërkuar për të kryer operacionin. Shpimi kryhet me lazer pulsues që funksionojnë si në modalitetin e lëvizjes së lirë me një kohëzgjatje impulsi prej rreth 1 μs, ashtu edhe në modalitetin me ndërprerje Q me një kohëzgjatje prej disa dhjetëra nanosekonda. Në të dyja rastet, ka një efekt termik në material, shkrirjen dhe avullimin e tij. Vrima rritet në thellësi kryesisht për shkak të avullimit, dhe në diametër - për shkak të shkrirjes së mureve dhe rrjedhës së lëngut nën presionin e tepërt të krijuar të avullit.

Lazerët e përdorur për shpimin e vrimave në metal duhet të sigurojnë një densitet fuqie të rendit prej 10 7 -10 8 W/cm 2 në rrezen e fokusuar. Shpimi i vrimave me shpime metalike me diametër më të vogël se 0,25 mm është një detyrë e vështirë praktike, ndërsa shpimi me lazer bën të mundur marrjen e vrimave me një diametër proporcional me gjatësinë e valës së rrezatimit me një saktësi mjaft të lartë vendosjeje. Specialistët nga General Electric (SHBA) kanë llogaritur se shpimi me lazer i vrimave është shumë konkurrues ekonomikisht në krahasim me përpunimin me rreze elektronike (Tabela 1). Aktualisht, lazerët e gjendjes së ngurtë përdoren kryesisht për shpimin e vrimave. Ato ofrojnë ritme të përsëritjes së pulsit deri në 1000 Hz dhe fuqi në modalitetin e vazhdueshëm nga 1 në 10 3 W, në modalitetin pulsues - deri në qindra kilovat, dhe në modalitetin me ndërprerje Q - deri në disa megavat. Disa rezultate të përpunimit me lazer të tillë janë dhënë në tabelë. 2.

Saldim metalik me lazer

Saldimi me lazer kishte dy faza në zhvillimin e tij. Fillimisht, u zhvillua saldimi në vend. Kjo shpjegohej me disponueshmërinë në atë kohë të lazerëve të fuqishëm pulsues në gjendje të ngurtë. Aktualisht, me disponueshmërinë e gazit të fuqishëm CO 2 dhe lazerëve në gjendje të ngurtë Nd:YAG që ofrojnë rrezatim të vazhdueshëm dhe të vazhdueshëm me puls, është i mundur saldimi me tegel me një thellësi depërtimi deri në disa milimetra. Saldimi me laser ka një sërë përparësish në krahasim me llojet e tjera të saldimit. Në prani të një densiteti të lartë të fluksit të dritës dhe një sistemi optik, depërtimi lokal është i mundur në një pikë të caktuar me saktësi të madhe. Kjo rrethanë bën të mundur saldimin e materialeve në zona të vështira për t'u arritur, në një dhomë vakum ose të mbushur me gaz, nëse ka dritare transparente ndaj rrezatimit lazer. Saldimi, për shembull, i elementeve mikroelektronike në një dhomë me një atmosferë gazi inert është me interes të veçantë praktik, pasi në këtë rast nuk ka reaksione oksidimi.

Pjesët e saldimit ndodhin me densitet dukshëm më të ulët të fuqisë sesa prerja. Kjo shpjegohet me faktin se saldimi kërkon vetëm ngrohjen dhe shkrirjen e materialit, d.m.th., kërkohen dendësi të fuqisë që janë ende të pamjaftueshme për avullim intensiv (10 5 -10 6 W/cm 2), me një kohëzgjatje pulsi prej rreth 10 - 3 -10 -4 Me. Meqenëse rrezatimi lazer i fokusuar në materialin që përpunohet është një burim nxehtësie sipërfaqësore, nxehtësia transferohet në thellësinë e pjesëve që saldohen për shkak të përçueshmërisë termike dhe zona e depërtimit ndryshon me kalimin e kohës me një mënyrë saldimi të zgjedhur siç duhet. Në rastin e densitetit të pamjaftueshëm të fuqisë, mungon depërtimi i zonës së salduar dhe në prani të densiteteve të larta të fuqisë, vërehet avullimi i metaleve dhe formimi i vrimave.

Saldimi mund të bëhet në një makinë prerëse lazer me gaz me fuqi më të ulëta dhe duke përdorur një injeksion të dobët të gazit inert në zonën e saldimit. Me një fuqi lazeri CO 2 prej rreth 200 W, është e mundur të saldohet çeliku deri në 0,8 mm të trashë me një shpejtësi prej 0,12 m/min; Cilësia e shtresës nuk është më e keqe sesa me përpunimin e rrezeve elektronike. Saldimi me rreze elektronike ka shpejtësi saldimi pak më të larta, por kryhet në një dhomë vakum, gjë që krijon shqetësime të mëdha dhe kërkon kosto të përgjithshme të konsiderueshme kohore.

Në tabelë Figura 3 tregon të dhënat për saldimin në prapanicë me lazer CO 2, fuqi 250 W, të materialeve të ndryshme.

Në fuqitë e tjera të rrezatimit me lazer CO 2, u morën të dhënat e saldimit me tegel të dhëna në Tabelën 1. 4. Gjatë saldimit të mbivendosjes, skajit dhe këndit, janë marrë shpejtësi afër atyre të treguara në tabelë, me depërtim të plotë të materialit që saldohet në zonën e prekur nga trau.

Sistemet e saldimit me lazer janë të afta të saldojnë metale të ndryshme, duke prodhuar efekte termike minimale për shkak të madhësisë së vogël të pikës lazer dhe të saldojnë tela të hollë me një diametër më të vogël se 20 mikron në një konfigurim tela me tel ose tela me fletë.

Letërsia

1. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Aplikimi i lazerëve në inxhinierinë mekanike dhe në prodhimin e instrumenteve. - L.: Inxhinieri mekanike. Leningr. departamenti, 1978. - 336 f.

2. Rykalin N.N. Përpunimi me laser i materialeve. - M., Inxhinieri Mekanike, 1975. - 296 f.

Përbërja e përzierjeve të betonit të përdorura në ndërtim përfshin materiale të trashë si guri i grimcuar dhe zhavorri. Përveç kësaj, strukturat e betonit janë të përforcuara. Prandaj, gjatë shpimit, mjeti duhet të kapërcejë pengesat prej metali dhe guri. Cilësia e një vrime të shpuar në beton varet drejtpërdrejt nga zgjedhja e saktë e mjetit dhe metoda e shpimit.

Shpimi i betonit të thatë është procesi i formimit të një vrime pa përdorur ujë ose ndonjë ftohës tjetër. Sot është e vështirë të imagjinohet një metodë më e besueshme, e sigurt dhe e saktë sesa shpimi i sipërfaqeve të betonit me mjete të veshura me diamant. Një shpim i tillë kryhet me instalime speciale, të cilat nga ana e tyre kërkojnë aftësi të caktuara trajtimi. Prandaj, për ndihmë, është më mirë t'i drejtoheni profesionistëve që dinë mirë se si ta bëjnë këtë shpejt dhe me efikasitet.

Mjetet e diamantit ju lejojnë të shponi vrima me një diametër prej 15 deri në 1000 mm dhe një thellësi deri në 5 m

Lista e detyrave të zgjidhura duke përdorur shpimin është shumë e gjerë.

Në thelb, shpimi i diamantit përdoret për të krijuar vrima në tavane dhe mure për:

tuba për ngrohje, furnizim me gaz, furnizim me energji elektrike;
sistemet e sigurisë nga zjarri;
sistemet e ventilimit dhe kondicionerët;
komunikime të ndryshme (internet, telefon, etj.);
instalimi i gardheve dhe kangjellave në hapjet e shkallëve;
instalimi i spirancave kimike;
instalimi i pajisjeve për pishina.

Teknologjia e shpimit me diamant mund të përdoret gjithashtu për të prerë hapjet në dysheme dhe mure. për kanalet e ventilimit, dyer, dritare dhe nevoja të tjera në rastet kur nuk është e mundur të përdoren pajisje speciale për prerjen e betonit për këtë qëllim.

Teknologjia e kësaj metode është që vrima me diametër 130-200 mm shpohen përgjatë perimetrit të hapjes së ardhshme. Pastaj skajet e hapjes nivelohen duke përdorur një stërvitje me çekiç ose një përzierje çimento-rërë. Përkundër faktit se kjo metodë kërkon shumë kohë, rezultati praktikisht nuk është i ndryshëm nga prerja. Kjo teknologji quhet shpime me diamant linjë.

Shpimi i betonit pa goditje

Teknologjia e shpimit të diamantit bazohet në një veçori unike të diamantit - ngurtësinë e tij të patejkalueshme. Buza e prerjes së mjetit të shpimit është e veshur me një shtresë që përmban diamant, e ashtuquajtura "matricë". Gjatë procesit të shpimit, segmentet e diamantit të mjetit prodhojnë shkatërrim lokal pa goditje në zonën e prerjes. Njëkohësisht me shkatërrimin e betonit, ndodh gërryerja e vetë matricës, por duke qenë se ajo është shumështresore, në sipërfaqen e saj shfaqen kokrra të reja diamanti dhe skaji i punës mbetet i mprehtë për një kohë të gjatë.

Shpimi i diamantit ka një avantazh shumë të rëndësishëm - mungesën e plotë të ndikimeve të ashpra në sipërfaqen e betonit dhe zhurmën e padurueshme. Cilësi të tilla pozitive e bëjnë të domosdoshme teknologjinë e diamantit kur kryeni punë riparimi në apartamente të ndërtesave shumëkatëshe. Shpimi i diamantit ju lejon të shmangni formimin e çarjeve në sipërfaqet e mureve, të cilat herët a vonë çojnë në një humbje të plotë të kapacitetit të tyre mbajtës, një ulje të nivelit të izolimit të nxehtësisë dhe zërit dhe një përkeqësim të karakteristikave të forcës.

Meqenëse në ndërtimin monolit është e pamundur të vendosen paraprakisht të gjitha vrimat teknologjike për nevoja të ndryshme, shpimi me një mjet diamanti bëhet mënyra e vetme për të krijuar hapje gjatë vendosjes së tubave të ngrohjes, furnizimit me ujë dhe komunikimeve të tjera. Përdorimi i një çekiçi për punë të tilla nuk është vetëm ekonomikisht i padobishëm, por edhe jashtëzakonisht i pasigurt, pasi ngarkesat dinamike në rripat përforcues mund të shkaktojnë çarje në sipërfaqet e betonit.

Mjetet e diamantit janë të njohura për shkak të aftësisë së tyre për të shpuar beton me çdo shkallë përforcimi

Shpimi i diamantit mund të bëhet në dy mënyra: duke përdorur ujë, i cili redukton ngrohjen e mjetit, dhe gjithashtu "thatë". Teknologjikisht, shpimi i thatë është shumë më i thjeshtë dhe për këtë arsye më i përshtatshëm. Ajo kryhet duke përdorur kurora speciale të quajtura "prerëse të thata". Trupi i këtyre kurorave ka përmes vrimave që sigurojnë shpërndarje të nxehtësisë dhe zvogëlojnë rrezikun e deformimit.

Ndryshe nga veglat e shpimit të lagësht, segmentet e diamantit të të cilave janë ngjitur në sipërfaqen e punës duke përdorur saldim, copat e shpimit të thatë bëhen ekskluzivisht duke përdorur saldim me lazer.

Pse saldimi me lazer i segmenteve të diamantit është kaq i rëndësishëm në shpimin e thatë? Përgjigja është shumë e thjeshtë: temperatura në zonën e shpimit pa përdorimin e ftohësit rritet shumë shpejt në 600 gradë.

Kjo temperaturë është pika e shkrirjes së saldimit të zakonshëm, kështu që segmenti i bashkuar me ndihmën e tij thjesht fluturon dhe mbetet në vrimë. Për të vazhduar punën, segmenti duhet të hiqet nga vrima, pasi është e pamundur ta shponi atë. Një mjet me segmente të salduara nga saldimi me lazer është në gjendje t'i rezistojë temperaturave mjaft të larta dhe nuk bëhet "i yndyrshëm" gjatë funksionimit.

Husqvarna ishte një nga të parët që propozoi idenë e shpimit të vrimave të thata në sipërfaqet e betonit. Ajo zhvilloi një përshtatës të veçantë për këtë metodë me aftësinë për t'u lidhur me një fshesë me korrent.

Fshesa me korrent largon pluhurin e krijuar gjatë shpimit dhe në të njëjtën kohë e ftoh grimin. Meqenëse përshtatësi është i lidhur me bazën e bishtit, pluhuri mblidhet direkt në zonën e shpimit dhe nuk përhapet në të gjithë dhomën.

Avantazhet e shpimit të thatë

Avantazhi kryesor i shpimit të diamantit të thatë është aftësia për të përdorur këtë metodë në rastet kur përdorimi i ftohjes me ujë është i papranueshëm. Përveç kësaj, Makina e shpimit të thatë mund të përdoret në hapësira relativisht të vogla. Instalimi për metodën e lagësht zë një zonë shumë më të madhe, pasi është e pajisur, si rregull, me një rezervuar uji mjaft mbresëlënës që përdoret për të ftohur mjetin.

Metoda e thatë e shpimit të vrimave në beton është veçanërisht e rëndësishme kur kryhet puna:

në afërsi të instalimeve elektrike;
në vendet ku nuk ka furnizim me ujë;
në ambiente me një përfundim të mirë;
me rrezikun e përmbytjes me ujë të dhomave të poshtme.

Fatkeqësisht, metoda e thatë ka shumë disavantazhe. Kryesorja është pamundësia për të punuar me produktivitet dhe ngarkesë maksimale. Kjo është për shkak të ngrohjes së shpejtë të segmenteve të diamantit, gjë që çon në një ulje të intensitetit të burimit të mjetit dhe dështimin e tij të shpejtë. Me metodën e thatë, procesi i shpimit ndërpritet periodikisht për të ftohur mjetin nga rrjedhat e vorbullës së ajrit.

Shpimi i thatë ka kufizime në diametrin dhe thellësinë e vrimave

Kështu, shpimi i lagësht është një metodë e preferueshme, pavarësisht nga fakti se përdorimi i saj kërkon përpjekje shtesë për organizimin e punës, përkatësisht, është e nevojshme të kujdeset për furnizimin dhe kullimin e ujit. Sidoqoftë, kur kryeni punë me një vëllim mjaft të madh, përpjekjet shtesë që lidhen me furnizimin me ujë nuk do të jenë aq të rënda në krahasim me kostot e metodës së thatë. Me fjalë të tjera, është shumë më e lehtë të kujdesesh për furnizimin dhe kullimin e ujit sesa të shposh me shumë mund dhe kohë.

Mjeti i përpunimit i përdorur

Për shpimin e thatë, përdoren pjesë të bërthamës së diamantit që nuk kërkojnë ftohje shtesë. Ato ftohen për shkak të rrjedhave të ajrit dhe lubrifikimit me cilësi të lartë. Kurora duket si një cilindër metalik i zbrazët. Në njërën skaj të kësaj xhami ka një skaj të prerë të veshur me diamant. Ana tjetër ose e pasme e kurorës është e destinuar për fiksim në pajisjet e përdorura dhe ka një prizë.

Kurora prodhon lëvizje rrethore prerëse gjatë shpimit. Këto lëvizje ndodhin me shpejtësi të lartë dhe nën presion, kështu që mjeti shkatërron me shumë saktësi zonën e dëshiruar të sipërfaqes së betonit. Shpejtësia e shpimit dhe veshja e mjetit varen drejtpërdrejt nga forca e presionit. Presioni shumë i lartë çon në shkatërrimin e shpejtë të mjetit, dhe presioni shumë i ulët ul ndjeshëm shpejtësinë e punës së shpimit. Prandaj, llogaritja e saktë e forcës mekanike është shumë e rëndësishme. Gjatë llogaritjes së kësaj force, duhet të merret parasysh sipërfaqja totale e segmenteve të diamantit dhe lloji i materialit që përpunohet.

Ekziston një numër i madh i varieteteve të kurorave të diamantit. Në varësi të madhësisë së tyre, ato ndahen në:

me përmasa të vogla;
mesatare;
me përmasa të mëdha;
shumë i madh.

Kurora të vogla përfshijnë kurora me diametër 4-12 mm. Ato përdoren kryesisht për shpimin e vrimave të vogla për instalime elektrike. Copat e mesme kanë një diametër 35-82 mm dhe përdoren për shpimin e vrimave për priza, tuba të vegjël etj.

Pjesë të mëdha me diametër 150-400 mm përdoren për shpimin e vrimave në strukturat e përhershme të betonit të armuar, për shembull, për hyrjen në kabllot elektrike ose kanalizimet e tensionit të lartë. Grykat me diametër 400-1400 mm përdoren në zhvillimin e objekteve mjaft të fuqishme të infrastrukturës. Në fakt, 1400 mm nuk është kufiri për kurorat.

Një hundë më e madhe mund të bëhet sipas kërkesës. Një parametër i rëndësishëm është edhe gjatësia e mjetit të shpimit. Gjatësia e grykave më të shkurtra nuk i kalon 15 cm. Gjatësia e kurorave të klasës së mesme është 400-500 cm.

Në varësi të formës së sipërfaqes së prerjes, dallohen llojet e mëposhtme të stërvitjeve bërthamore për beton:

unazë. Ato duken si një matricë e fortë diamanti në formën e një unaze, të ngjitur në trup. Në mënyrë tipike, stërvitje të tilla kanë një diametër të vogël, por ka përjashtime;
marsh janë lloji më i zakonshëm i stërvitjeve me bërthamë. ;
të kombinuara. Kurora të tilla përdoren kryesisht për lloje të veçanta të punës së betonit.

Pjesa prerëse e pjesëve të ingranazheve përbëhet nga elementë individualë diamanti, të cilët mund të jenë nga 3 në 32

Materiali nga i cili janë bërë segmentet dhe në të cilin janë fiksuar diamantet quhet lidhës, dhe në gjuhën e profesionistëve - matricë. Ai i jep segmentit të diamantit formën dhe forcën e tij. Gjatë përdorimit praktik, matrica duhet të konsumohet në mënyrë të tillë që diamantet "që punojnë" të shkëputen pasi të bëhen të zbehta dhe diamantet e rinj dhe të mprehtë të veprojnë si "zëvendësues" i tyre në sipërfaqen e prerjes.

Në varësi të vendndodhjes së diamanteve në matricën e segmenteve të prerjes, kurorat ndahen në:

njështresore. Matrica në këtë rast ka vetëm një shtresë sipërfaqësore prerëse diamanti. Dendësia e tyre nuk është më shumë se 60 copë/karat. Majat e diamantit me një shtresë konsiderohen më jetëshkurtra. Ato përdoren kryesisht për shpimin e betonit pa armaturë;
shumështresore. Dendësia e mikro-prerësve në matrica të tilla mund të jetë deri në 120 copë/karat. Kurora me shumë shtresa quhen gjithashtu vetë-mprehëse. Kur shtresa sipërfaqësore e diamanteve konsumohet, shtresa tjetër është e ekspozuar;
të ngopura. Kurora të tilla kanë edhe një matricë me disa shtresa kokrriza diamanti, por dendësia e tyre është rreth 40-60 copë/karat.

Pavarësisht nga shumëllojshmëria e llojeve të veglave të diamantit, struktura e tyre është identike. Si rregull, ai përbëhet nga një trup metalik mbështetës dhe një shtresë që përmban diamant, e cila ndërvepron drejtpërdrejt me materialin dhe formon bazën e mjetit. Kjo shtresë është një përzierje e diamanteve dhe pluhurit metalik.

Sa më saktë të zgjidhet përbërja e lidhësit, aq më efikas dhe më mirë do të funksionojë mjeti i diamantit në tërësi. Nuk ka asnjë recetë standarde për të bërë lidhësin.

Çdo prodhues i madh zhvillon formulën e vet të shtresës së diamantit për çdo instrument, duke siguruar kështu uniken e tij.

Materialet harxhuese më të njohura nga prodhuesit e mëposhtëm janë tani:

Bosch. Produktet e prodhuara nën këtë markë sigurojnë punë ndërtimore me cilësi të lartë, pasi ato janë të besueshme dhe kanë një jetë të gjatë shërbimi;
Husqvarna. Ky prodhues është i famshëm për përdorimin e teknologjive inovative në prodhimin e veglave të diamantit;
Cedimaështë një nga prodhuesit kryesorë të veglave prerëse për beton;
Rothenberger. Kjo kompani është e angazhuar në prodhimin e pajisjeve të shpimit të diamantit dhe komponentëve për të;
Hilti specializohet në prodhimin e pajisjeve me cilësi shumë të lartë dhe vazhdimisht përmirëson procesin e prodhimit;
Spirancë- kompani vendase. Fillimisht ajo ishte e angazhuar në shitjen e pajisjeve të huaja, por që nga viti 2007 filloi të prodhojë instrumentet e saj.

Husqvarna është një pionier në shpimin e diamantit për betonin industrial

Rrotullimi i kurorës ndodh për shkak të forcës së pajisjeve të shpimit. Biti mund të instalohet ose në një stërvitje konvencionale ose në një instalim të veçantë. Instalimi e rrotullon mjetin me shpejtësi të lartë, por nuk ka asnjë ndikim. Gryka thjesht rrotullohet dhe gradualisht shtyp sipërfaqen e betonit. Kështu, ajo kafshon në trashësinë e betonit milimetër për milimetër.

Meqenëse kurora është e zbrazët brenda, vetëm muret e saj janë prerë në beton. Kjo shpejton dhe thjeshton ndjeshëm procesin e punës. Kurora do të depërtojë në sipërfaqen e murit në pozicionin e kërkuar në vetëm disa minuta, dhe më pas do të duhet thjesht të tërhiqet së bashku me copën e prerë të betonit.

Fazat kryesore të procesit teknik

Algoritmi i punës për shpimin e strukturave të betonit është si më poshtë:

përzgjedhja e kurorës;
montim i pajisjes së shpimit;
përgatitja e vendit të punës;
shënimi i sipërfaqes së punës me një tregues të saktë të qendrës së shpimit;
instalimi i njësisë në një sipërfaqe pune;
instalimi i një stërvitjeje;
kryerja e shpimit;
përfundimi i shpimit;
duke kontrolluar cilësinë e punës.

Instalimi duhet të montohet me shumë kujdes. Rekomandohet t'i kushtohet vëmendje e veçantë fiksimit të mjetit të shpimit. Është shumë e rëndësishme që të mos ketë asgjë të panevojshme përreth gjatë shpimit, kështu që vendi i punës duhet të pastrohet nga mbeturinat dhe objektet e tjera të panevojshme. Shënimi i sipërfaqes së punës fillon duke vizatuar dy vija pingule të kryqëzuara. Pastaj nga qendra e tyre ndërtohet një rreth me diametrin e kërkuar. Ky rreth do të jetë vendi për instalimin e kurorës.

Gjatë shpimit, është gjithashtu e nevojshme të merren parasysh disa nuanca. Për të filluar, kurora duhet të rregullohet me shumë kujdes, duke e vendosur pikërisht brenda rrethit të vizatuar. Së pari, shpimi provë kryhet për 4-8 sekonda. Kjo krijon një kanal të vogël, i cili e bën më të lehtë instalimin e kurorës dhe kryerjen e shpimit të madh.

Në fund të procesit të punës, kurora hiqet dhe kontrollohet shkalla e konsumit. Pjesa qendrore e vrimës së prerë hiqet së bashku me kurorën, por ndonjëherë është e nevojshme që ta shposh pak me një levë ose një stërvitje me çekiç. Një tjetër fakt interesant është se një hundë e konsumuar mund të riparohet në një punëtori të veçantë. Cilësia e punës së kryer varet drejtpërdrejt nga cilësia e pajisjeve të përdorura. Disa nga më të mirat konsiderohen të jenë pajisje shpimi nga prodhues të tillë si Hilti, Husqvarna, Cedima, Tyrolit.

Jeta e shërbimit të një vegle diamanti varet kryesisht nga lloji i materialit në të cilin është shpuar vrima, nga lloji i segmentit të diamantit dhe nga përdorimi i saktë i pajisjes së shpimit. Si rregull, kurorat me diametër të madh kanë gjithashtu një jetë më të gjatë pune, e cila shoqërohet me një numër më të madh segmentesh diamanti. Burimi mesatar i copave të diamantit me diametër 200 mm me ngopje të mirë të segmenteve të prerjes gjatë shpimit të betonit të armuar është rreth 18-20 metra linearë.

Mbërthimi jo i ngurtë i instalimit dhe i mjetit çon në thyerjen e segmenteve prerëse të veglës

Në këtë rast, konsumi kryesor i segmenteve të diamantit është tejkalimi i përforcimit. Faktorë të tillë si ushqimi tepër i fortë ose i pabarabartë i bishtit ose rrahja e tij kur shtylla mbështetëse nuk është e fiksuar fort, mund të zvogëlojnë shumë jetëgjatësinë e bishtit ose madje ta shkatërrojnë plotësisht atë.

Shpimi me laser i betonit

Shpimi industrial i vrimave me lazer filloi menjëherë pas shpikjes së tij. Përdorimi i një lazeri për të shpuar vrima të vogla në kokrrat e diamantit u raportua në vitin 1966. Avantazhi i shpimit me lazer manifestohet më qartë kur krijohen vrima me një thellësi deri në 10 mm dhe një diametër nga të dhjetat në të qindtat e milimetrit. Pikërisht në këtë gamë madhësie, si dhe gjatë shpimit të materialeve të brishta dhe të forta, avantazhi i teknologjisë lazer është i pamohueshëm.

Ju mund të shponi vrima me lazer në çdo material. Për këtë qëllim, si rregull, përdoren lazer pulsues me një energji impulsi prej 0,1-30 J. Duke përdorur një lazer, ju mund të shponi vrima të verbër dhe përmes vrimave me forma të ndryshme të prerjes tërthore. Cilësia dhe saktësia e prodhimit të vrimave ndikohet nga parametra të tillë kohorë të pulsit të rrezatimit si pjerrësia e skajeve të tij kryesore dhe pasuese, si dhe karakteristikat e tij hapësinore, të përcaktuara nga shpërndarja këndore brenda modelit të rrezatimit dhe shpërndarja e intensitetit të rrezatimit në rrafshi i hapjes së lazerit.

Për momentin, ekzistojnë metoda speciale për formimin e parametrave të mësipërm, të cilat ju lejojnë të krijoni vrima të formave të ndryshme, për shembull, trekëndore dhe saktësisht që korrespondojnë me karakteristikat e dhëna të cilësisë. Forma hapësinore e vrimave në seksionin e tyre gjatësor ndikohet ndjeshëm nga vendndodhja e planit fokal të thjerrëzave në lidhje me sipërfaqen e synuar, si dhe nga parametrat e sistemit të fokusimit. Në këtë mënyrë mund të krijohen vrima cilindrike, konike dhe madje edhe në formë fuçi.

Gjatë njëzet viteve të fundit, ka pasur një rritje të mprehtë në fuqinë e rrezatimit lazer. Kjo është për shkak të ardhjes dhe zhvillimit të mëtejshëm të lazerëve kompakt të një arkitekture të re (lazerët me fibra dhe diodë). Liria relative e emetuesve me fuqi më shumë se 1 kW ka siguruar disponueshmërinë e tyre komerciale për specialistët e angazhuar në kërkime në fusha të ndryshme. Si rezultat i këtyre studimeve, rrezatimi lazer me fuqi të lartë filloi të përdoret për prerjen dhe shpimin e materialeve të forta si betoni dhe gurët natyrorë.

Teknologjia lazer, pa zhurmë dhe dridhje, përdoret në mënyrë më efektive në zonat sizmike kur krijohen vrima në ndërtesat ekzistuese prej betoni. Ato përdoren atje për të forcuar shtëpitë e rrënuara me lidhje çeliku, si dhe gjatë restaurimit të monumenteve arkitekturore. Në industrinë bërthamore, rrezatimi lazer me fuqi të lartë përdoret gjerësisht për të dekontaminuar strukturat bërthamore të betonit që tashmë janë çmontuar. Në këtë rast, përdoruesit tërhiqen nga emetimi i ulët i pluhurit gjatë përpunimit të strukturave të betonit. Kontrolli në distancë i procesit, d.m.th., vendndodhja në distancë e pajisjeve nga objekti, gjithashtu luan një rol të rëndësishëm.

Një stërvitje elektrike lazer përdoret për të shpuar vrima në mure betoni dhe sipërfaqe të tjera.. Ai përbëhet nga një motor elektrik, kuti ingranazhi, bosht boshti, pajisje lazer dhe mjet shpimi. Kjo e fundit ka formën e një vidhe, e cila lidhet drejtpërdrejt me kutinë e marsheve. Një kurorë me temperaturë të lartë është ngjitur në njërën skaj të kësaj vidë dhe skaji tjetër i saj është i lidhur me një bosht-bosht. Pajisja lazer ndodhet në pjesën e sipërme të kutisë së ingranazhit.

Rrezja e lazerit rrit ndjeshëm shpejtësinë e shpimit në muret e ngurta të betonit dhe blloqet e granitit

Masat e sigurisë

Gjatë shpimit të vrimave në strukturat e betonit, duhet të përdoren pajisje mbrojtëse personale. Këto përfshijnë syze, doreza kanavacë dhe një respirator. Operatori duhet të jetë i veshur me rroba të trasha pune dhe këpucë gome. Gjatë punës, duhet të siguroheni që çdo pjesë e veshjes të mos bjerë në pjesët lëvizëse të pajisjes së shpimit.

Sipas statistikave, punëtorët në kantieret e ndërtimit pësojnë numrin më të madh të lëndimeve për shkak të mosfunksionimit të mjeteve elektrike ose përdorimit jo të duhur të tyre. Prandaj, mjeti elektrik duhet të jetë në gjendje të mirë pune. Përveç kësaj, para çdo përdorimi është e nevojshme të kontrolloni kabllon e energjisë për dëmtime. Gjatë punës, kablloja duhet të vendoset në mënyrë që të mos dëmtohet në asnjë mënyrë.

Është më e sigurta të shponi beton ndërsa qëndroni në dysheme, por, për fat të keq, nuk është gjithmonë kështu. Në këtë mënyrë, ju mund të shponi një vrimë vetëm në nivelin e lartësisë njerëzore. Nëse vrima ndodhet më lart, duhet të përdoret një bazë shtesë. Rregulli kryesor në këtë rast është besueshmëria e fondacionit. Ai duhet t'i sigurojë punëtorit një pozicion të qëndrueshëm dhe të nivelit gjatë punës. Një masë sigurie shtesë gjatë punës në lartësi është heqja e çdo objekti nga zona e punës që mund të shkaktojë lëndim nëse bie aksidentalisht.

Kur shponi vrima në muret e betonit, ekziston një probabilitet i lartë i dëmtimit të komunikimeve të ndryshme. Këto mund të jenë instalime elektrike, gypa të ngrohjes qendrore, etj. Telat elektrikë të gjallë mund të zbulohen lehtësisht duke përdorur një detektor të fshehtë të instalimeve elektrike.

Kur shponi vrima me lazer, duhet të shmangni futjen e pjesëve të ndryshme të trupit në zonën e veprimit për të shmangur djegien. Ju nuk duhet të shikoni vetë rrezen e lazerit ose reflektimin e saj, në mënyrë që të mos dëmtoni kornenë e syve. Për të njëjtën arsye, është e nevojshme të punoni vetëm në gota speciale të sigurisë. Kur punoni me pajisje lazer, duhet të ndiqni të njëjtat rregulla sigurie si kur përdorni çdo vegël elektrike.

Kostoja e punës

Çmimi i shërbimeve të shpimit të betonit ndikohet nga faktorë të tillë si:

diametri i kërkuar i vrimës. Me rritjen e diametrit, rritet edhe kostoja e shpimit;
materiali sipërfaqësor, në të cilin do të bëhet shpimi. Në strukturat e betonit të armuar, shpimi është më i shtrenjtë se në muret me tulla;
thellësia e shpimit. Natyrisht, sa më e gjatë të jetë vrima e ardhshme, aq më e shtrenjtë do të jetë vetë shpimi.

Faktorë shtesë mund të ndikojnë gjithashtu në koston e punës së shpimit. Për shembull, shpimi në lartësi kërkon përdorimin e pajisjeve shtesë. Shpimi në një kënd nuk mund të kryhet pa përdorimin e një mjeti të veçantë.

Kostoja e punës mund të rritet gjithashtu nëse ajo kryhet jashtë dhe në kushte të pafavorshme moti.

Kostoja e vlerësuar e shpimit të vrimave me një mjet diamanti:

Diametri i vrimës, mm	Kostoja e 1 cm e shpimit, fshij.
Diametri i vrimës, mm	Tulla	Betoni	Beton i armuar
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

konkluzionet

Teknologjia e diamantit është padyshim sot opsioni më i sigurt, më i shpejtë dhe më me kosto efektive për shpimin e vrimave në materialet më të forta të ndërtimit. Duke përdorur stërvitje unazore, mund të krijoni vrima që përputhen saktësisht me një diametër të caktuar. Forma e vrimave është gjithashtu ideale dhe nuk kërkon ndonjë përpunim shtesë, gjë që kursen ndjeshëm kohë dhe, më e rëndësishmja, para për klientin e shërbimit.

Përparësitë e shpimit të diamantit, siç është mungesa e zhurmës dhe dridhjeve, bëjnë të mundur kryerjen e punës jo vetëm në kantiere të mëdha ndërtimi, por edhe në ambiente banimi që janë si në fazën e riparimit ashtu edhe në gjendje të përfunduar (të përfunduar). . Falë veglave të diamantit dhe pajisjeve profesionale, mbulesat e murit dhe dyshemesë ruajnë plotësisht pamjen e tyre origjinale kur punojnë në një dhomë të pastër.

Nuancat praktike të betonit të shpimit të thatë me një kurorë diamanti janë paraqitur në video:

Porositë përmbushen nga prerje me lazer një gamë të gjerë materialesh, konfigurimesh dhe madhësish.

Rrezatimi lazer i fokusuar bën të mundur prerjen e pothuajse çdo metali dhe lidhjeje, pavarësisht nga vetitë e tyre termofizike. Me prerjen me lazer, nuk ka ndikim mekanik në materialin që përpunohet dhe ndodhin deformime të vogla. Si rezultat, është e mundur të kryhet prerja me lazer me saktësi të lartë, duke përfshirë pjesë lehtësisht të deformueshme dhe jo të ngurtë. Falë fuqisë së lartë të rrezatimit lazer, sigurohet produktivitet i lartë i procesit të prerjes. Në këtë rast, arrihet një cilësi kaq e lartë e prerjes, saqë fijet mund të priten në vrimat që rezultojnë.

Përdoret gjerësisht në prodhimin e prokurimit. Avantazhi kryesor prerje me lazer- ju lejon të kaloni nga një lloj pjesësh të çdo kompleksiteti gjeometrik në një lloj tjetër praktikisht pa humbur kohë. Krahasuar me metodat tradicionale të prerjes dhe përpunimit, shpejtësia ndryshon disa herë. Për shkak të mungesës së efekteve termike dhe të forcës në pjesën e prodhuar, ajo nuk pëson deformime gjatë procesit të prodhimit. Cilësia e produkteve të prodhuara mundëson saldimin në prapanicë pa zhvendosje të skajeve të prera dhe para-trajtim të anëve të bashkuara.

Lazerët e gjendjes së ngurtë Materialet jometalike priten shumë më keq se materialet e gazit, por ato kanë një avantazh gjatë prerjes së metaleve - për arsye se një valë me gjatësi 1 mikron reflektohet më keq se një valë me gjatësi 10 mikron. Bakri dhe alumini për një gjatësi vale prej 10 mikron janë një medium reflektues pothuajse i përsosur. Por, nga ana tjetër, bërja e një lazeri CO2 është më e lehtë dhe më e lirë se një lazer në gjendje të ngurtë.

Saktësia prerje me lazer arrin 0,1 mm me një përsëritshmëri prej +0,05 mm, dhe cilësia e prerjes është vazhdimisht e lartë, pasi varet vetëm nga qëndrueshmëria e shpejtësisë së lëvizjes së rrezes lazer, parametrat e së cilës mbeten të pandryshuara.

Karakteristikat e shkurtra të prerjes: shkalla zakonisht mungon, ngushtimi i lehtë (në varësi të trashësisë), vrimat që rezultojnë janë të rrumbullakëta dhe të pastra, mund të merren pjesë shumë të vogla, gjerësia e prerjes është 0,2-0,375 mm, djegiet janë të padukshme, ndikimi termik është shumë i vogël, mund të prerë materiale jo metalike.

Shpimi i vrimave

Një faktor i rëndësishëm për prerje me lazerështë ndezje e vrimës fillestare për ta nisur atë. Disa sisteme lazer kanë aftësinë për të prodhuar deri në 4 vrima në sekondë duke përdorur të ashtuquajturin proces shpimi fluturues në çelik të mbështjellë të ftohtë 2 mm të trashë. Prodhimi i një vrime në fletët më të trasha (deri në 19,1 mm) të çelikut të mbështjellë të nxehtë gjatë prerjes me lazer kryhet duke përdorur shpimin e energjisë në afërsisht 2 s. Përdorimi i të dyja këtyre metodave ju lejon të rrisni produktivitetin e prerjes me lazer në nivelin e arritur me presat punuese CNC.

Hapja e vrimave

Duke përdorur këtë metodë, është e mundur të merren vrima me një diametër prej 0,2-1,2 mm me një trashësi materiali deri në 3 mm. Me një raport të lartësisë dhe diametrit të vrimës 16:1, shpimi me lazer është më ekonomik se pothuajse të gjitha metodat e tjera. Objektet e aplikimit të kësaj teknologjie janë: sitat, veshët e gjilpërës, grykat, filtrat, bizhuteritë (varëse, tespihe, gurë). Në industri, lazerët përdoren për të shpuar vrima në gurët e orës dhe në makineritë e vizatimit, dhe produktiviteti arrin në 700 mijë vrima për ndërrim.

Shkrimi

Përdoret shpesh mënyra e prerjes jo-përmes, e ashtuquajtura gërvishtje. Përdoret gjerësisht në industri, veçanërisht në mikroelektronikë, për të ndarë rondele silikoni në elementë individualë (fragmente) përgjatë një konture të caktuar. Në këtë proces, orientimi i ndërsjellë i projeksionit të vektorit të fushës elektrike të rrezatimit rënës dhe drejtimi i skanimit rezulton të jetë gjithashtu thelbësor për të siguruar efikasitet dhe cilësi të lartë të procesit.

Shkrimi përdoret gjerësisht në industri (mikroelektronikë, industria e orëve, etj.) për ndarjen e vaferave të hollë polikor dhe safir, më rrallë për ndarjen e rondele silikoni. Në këtë rast, për të kryer ndarje të mëtejshme mekanike, mjafton gërvishtja në një thellësi prej rreth një të tretës së trashësisë totale të pllakës që ndahet.

Proceset e mikropërpunimit

Shkalla e lartë e automatizimit në vitet e fundit ka bërë të mundur që të përdoren sërish procese si p.sh rregullimi i vlerave të rezistencës dhe elementet piezoelektrike, pjekja e veshjeve të implantuara në sipërfaqen e gjysmëpërçuesve, depozitimi i filmave të hollë, pastrimi i zonës dhe rritja e kristaleve. Aftësitë e shumë proceseve ende nuk janë eksploruar plotësisht.

KATEGORITË

Shqyrtimi

Ekografia e ekstremiteteve

Llojet e ultrazërit

Ekografia e barkut

Ekografia e gjoksit

ARTIKUJ POPULLOR

	Mohimi jo me folje (në trajtën vetjake, në paskajoren, në formën e gerundit) shkruhet veçmas: të mos merrja, nuk ishte, nuk dija, ngadalë.
	Prezantimi, raporti i veçorive kryesore të filozofisë së rilindjes
	Stili i fiksionit
	Fëmijët e tokës Prezantim ne jemi fëmijët e tokës për kopshtin
	Prezantim me temën barrierat e komunikimit puna u përfundua nga nxënësit Pa komunikim mbyllemi

2023 "kingad.ru" - ekzaminimi me ultratinguj i organeve të njeriut