Matkap olarak lazer ışını. Baskılı devre kartlarının üretiminde lazer işleme ekipmanları

Saat taşlarında delik delme - bu, lazerin emek faaliyetinin başlangıcıydı. Saatlerde kaymalı yatak olarak kullanılan yakut taşlarından bahsediyoruz. Bu tür yatakların imalatında, çok sert ve aynı zamanda kırılgan bir malzeme olan yakutta sadece 0,1-0,05 mm çapında delikler açmak gerekir. Uzun yıllar bu kuyumculuk operasyonu, 40-50 mikron çapındaki ince piyano telinden yapılmış matkaplar kullanılarak alışılagelmiş mekanik yöntemle gerçekleştirilmiştir. Böyle bir tatbikat dakikada 30 bin devire ulaştı ve aynı anda yaklaşık yüz ileri geri hareket gerçekleştirdi. Bir taşı delmek 10-15 dakika kadar sürdü. Kulaklardaki tıkaçlar nasıl çıkarılır - kükürt tıkacı nmedik.org/sernaya-probka.html.

1964'ten başlayarak, saat taşlarının verimsiz mekanik delme işleminin yerini her yerde lazer delme almaya başladı. Elbette "lazer delme" terimi tam anlamıyla alınmamalıdır; lazer ışını bir delik açmaz - onu deler ve malzemenin yoğun bir şekilde buharlaşmasına neden olur. Günümüzde, saat taşlarının lazerle delinmesi olağan hale geldi. Bu amaçla özellikle neodimyum cam lazerler kullanılmaktadır. Taştaki bir delik (iş parçası kalınlığı 0,5-1 mm olan), 0,5-1 J enerjiye sahip bir dizi birkaç lazer darbesiyle delinir. Lazer makinesinin otomatik modda üretkenliği saniyede bir taştır. Bu, mekanik delmenin verimliliğinden bin kat daha fazladır!

Görünüşünden kısa bir süre sonra lazer, aynı derecede başarılı bir şekilde üstesinden geldiği bir sonraki görevi aldı - elmas kalıplarda delikler açmak (delmek). Bakır, bronz, tungstenden çok ince bir tel elde etmek için metali uygun çaptaki bir delikten çekme teknolojisi kullanılır. Bu tür delikler, özellikle yüksek sertliğe sahip malzemelerde açılır, çünkü telin çekilmesi sürecinde deliğin çapı değişmeden kalmalıdır. Elmas en sert olarak bilinir. Bu nedenle, ince bir teli elmastaki bir delikten - sözde elmas kalıplardan çekmek en iyisidir. Sadece elmas kalıpların yardımıyla sadece 10 mikron çapında ultra ince bir tel elde etmek mümkündür. Ama elmas gibi süper sert bir malzemede ince bir delik nasıl açılır? Bunu mekanik olarak yapmak çok zordur - bir elmas kalıpta mekanik olarak bir delik açmak on saat kadar sürer. Ancak, ortaya çıktığı gibi, bu deliği bir dizi birkaç güçlü lazer darbesiyle kırmak zor değil.

Günümüzde lazerle delme, yalnızca özellikle sert malzemeler için değil, aynı zamanda yüksek kırılganlık ile karakterize edilen malzemeler için de yaygın olarak kullanılmaktadır. Lazer matkabın yalnızca güçlü değil, aynı zamanda çok hassas bir "araç" olduğu da ortaya çıktı. Örnek: alümina seramiklerden yapılmış mikro devre alt tabakalarında delikler açarken lazer kullanımı. Seramikler son derece kırılgandır. Bu nedenle, mikro devrenin alt tabakasındaki deliklerin mekanik olarak delinmesi, kural olarak "ham" malzeme üzerinde gerçekleştirildi. Delme işleminden sonra seramikler pişirilmiştir. Bu durumda, üründe bir miktar deformasyon meydana geldi, açılan deliklerin göreli konumu bozuldu. Sorun, lazer matkapların ortaya çıkmasıyla çözüldü. Bunları kullanarak, halihazırda pişirilmiş olan seramik yüzeylerle çalışmak mümkündür. Lazerlerin yardımıyla seramikte çok ince delikler açılır - sadece 10 mikron çapında. Bu tür delikler mekanik delme ile elde edilemez.

Delmenin lazerin mesleği olduğu gerçeğinden kimsenin şüphesi yoktu. Burada, özellikle iş çok ince ve çok derin delikler açmaya geldiğinde, deliklerin çok kırılgan veya çok sert malzemelerde delinmesi gerektiğinde, lazerin aslında değerli rakipleri yoktu.

4. Lazer kesim ve kaynak.

Bir lazer ışını kesinlikle her şeyi kesebilir: kumaş, kağıt, ahşap, kontrplak, kauçuk; plastik, seramik, levha asbest, cam, metal levhalar. Bu durumda, karmaşık profiller boyunca doğru kesimler elde etmek mümkündür. Yanıcı malzemeleri keserken, kesilen yere bir inert gaz püskürtülür; sonuç pürüzsüz, pişmemiş bir kesim kenarıdır. CW lazerler genellikle kesim için kullanılır. Gerekli radyasyon gücü, iş parçasının malzemesine ve kalınlığına bağlıdır. Örneğin, 5 cm kalınlığında tahtaları kesmek için 200 W CO2 lazer kullanıldı. Kesi genişliği sadece 0,7 mm idi; talaş elbette değildi.

Metalleri kesmek için birkaç kilovat gücünde lazerlere ihtiyaç vardır. Lazer ışını ile aynı anda kesim yüzeyine güçlü bir oksijen jeti yönlendirildiğinde, gerekli güç gaz lazer kesim yöntemi kullanılarak azaltılabilir. Bir metalin bir oksijen jetinde yanması sırasında (bu jette meydana gelen metalin oksidasyon reaksiyonlarından dolayı) önemli miktarda enerji açığa çıkar; sonuç olarak, sadece 100-500 watt gücünde lazer radyasyonu kullanılabilir. Ayrıca oksijen jeti üflenir ve metalin erime ve yanma ürünlerini kesme bölgesinden uzaklaştırır.

Bu kesimin ilk örneği, bir dokuma fabrikasında kumaşların lazerle kesilmesidir. Kurulum, 100 W CO2 lazer, lazer ışınını odaklamak ve hareket ettirmek için bir sistem, bir bilgisayar ve dokuyu germek ve hareket ettirmek için bir cihaz içerir. Kesme işleminde kiriş, kumaş yüzeyi boyunca 1 m/s hızla hareket eder. Odaklanmış ışık spotunun çapı 0,2 mm'dir. Işın ve dokunun hareketleri bir bilgisayar tarafından kontrol edilir. Kurulum, örneğin bir saat içinde 50 takım elbise için malzeme kesmeye izin verir. Kesim sadece hızlı değil, aynı zamanda çok hassas bir şekilde gerçekleştirilir; kesimin kenarları pürüzsüz ve sertleştirilmişken. İkinci örnek, havacılık endüstrisinde alüminyum, çelik, titanyum levhaların otomatik olarak kesilmesidir. Böylece 3 kW gücündeki bir CO2 lazeri 5 mm kalınlığındaki bir titanyum levhayı 5 cm/sn hızla kesmektedir. Bir oksijen jeti kullanılarak, 100-300 W'lık bir radyasyon gücü ile yaklaşık olarak aynı sonuç elde edilir.

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve işlerinde kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim adamları size çok minnettar olacaklar.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı. Federal Devlet Bütçe Yüksek Öğrenim Eğitim Kurumu. A.G. ve N.G. Stoletovs'un adını taşıyan Vladimir Devlet Üniversitesi.

FPM Departmanı.

konuyla ilgili özet

“Lazer Delik Delme”

Tamamlanmış:

Öğrenci grubu LT - 115

Gordeeva Ekaterina

Vladimir, 2016

giriiş

Matkap olarak lazer ışını

Metallerde deliklerin lazerle delinmesi

Metal olmayan malzemelerin delinmesi

Sert yüzeylerde deliklerin lazerle delinmesi

lazer delme ayırt edici artan kırılganlık

Çözüm

bibliyografya

giriiş

Şu anda lazer, başta kesme, kaynaklama, delik delme, yüzey ısıl işlemi, kazıma, işaretleme, gravür vb. gibi bir dizi teknolojik işlemi başarıyla gerçekleştirmekte ve bazı durumlarda diğer işleme türlerine göre avantajlar sağlamaktadır. malzemedeki deliklerin sayısı daha hızlı tamamlanabilir ve farklı malzemelerin çizilmesi daha mükemmeldir. Ayrıca, daha önce zor erişilebilirlik nedeniyle gerçekleştirilemeyen bazı operasyonlar büyük bir başarı ile gerçekleştirilmektedir. Örneğin, malzemelerin kaynaklanması ve deliklerin delinmesi, bir vakumda veya çeşitli gazların atmosferinde camdan gerçekleştirilebilir.

"Lazer" kelimesi, Rusça'ya çevrildiğinde şu anlama gelen, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation İngilizce cümlesinin ilk harflerinden oluşur: uyarılmış emisyon yoluyla ışığın yükseltilmesi. Klasik olarak, malzemeleri işlemek için lazer teknolojilerini tarif ederken, yalnızca lazerlerin kendilerine, çalışma ilkelerine ve teknik parametrelerine büyük önem verilir. Bununla birlikte, malzemelerin herhangi bir lazerle boyutsal işleme sürecini uygulamak için, lazere ek olarak bir ışın odaklama sistemi, iş parçasının yüzeyi boyunca ışının hareketini kontrol etmek için bir cihaz veya ürünü göreli olarak hareket ettirmek için bir cihaz ışın, gaz üfleme sistemi, optik yönlendirme ve konumlandırma sistemleri, proses kontrol yazılımı lazer kesim, gravür vb. Çoğu durumda, doğrudan lazere hizmet eden cihazlar ve sistemler için parametre seçimi, lazerin kendi parametrelerinden daha az önemli değildir. Örneğin, çapı 10 mm'den az olan yatakları markalamak veya hassas nokta lazer kaynağı için, ürünün konumlandırılması ve odaklanma için harcanan süre, gravür veya kaynaklama süresini bir veya iki büyüklük sırası (uygulama süresi) aşar. yatak üzerindeki işaretleme yaklaşık 0,5 saniyedir). Bu nedenle, otomatik konumlandırma ve odaklama sistemleri kullanılmadan, birçok durumda lazer sistemlerinin kullanılması ekonomik olarak elverişsiz hale gelir. Arabalarla lazer sistemlerinin analojisi, lazerin bir motor gibi çalıştığını gösterir. Motor ne kadar iyi olursa olsun, tekerlekler ve diğer her şey olmadan araba gitmeyecektir.

Lazer teknolojisi sistemlerinin tercih edilmesinde bir diğer önemli faktör de bakım kolaylığıdır. Uygulamada görüldüğü gibi, operatörler bu tür ekipmana servis verme konusunda düşük niteliklere sahiptir. Bunun nedenlerinden biri, lazer sistemlerinin çoğu durumda modası geçmiş teknolojik süreçlerin (ürünlerin darbe ve kimyasal markalama, mekanik gravür, manuel kaynak, manuel markalama vb.) yerini almasıdır. Kural olarak, etik nedenlerle üretimlerini modernize eden, eski ekipmanı yenileriyle değiştiren işletmelerin başkanları, eski (kelimenin tam anlamıyla ve mecazi olarak) servis personelini terk eder. Bu nedenle, lazer teknolojik sistemlerin gelişiminin belirli başlangıç ​​koşullarında (Sovyet sonrası cumhuriyetlerde) üretime sokulması için, mümkün olan en yüksek düzeyde otomasyon ve eğitim kolaylığı sağlamak gerekir. Vasıfsız personelin maaşının eğitimli bir uzmanın maaşından daha düşük olduğu gerçeğini göz ardı etmemeliyiz. Bu nedenle, yüksek vasıflı personeli davet etmektense, bakım kolaylığı olasılığı olan gelişmiş ekipman satın almak daha uygun maliyetlidir.

Bu nedenle, modern üretimde lazer teknolojilerini kullanma görevi, yalnızca lazerin kendisinin teknik parametreleri açısından değil, aynı zamanda lazerin belirli özelliklerinin kullanılmasına izin veren ekipman ve yazılımın özellikleri de dikkate alınarak değerlendirilmelidir. Belirli bir teknolojik sorunu çözmek için.

Malzemelerin boyutsal olarak işlenmesi için tasarlanmış herhangi bir lazer sistemi, aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir:

İşleme hızı (kesme, oyma vb.);

çözüm;

işleme doğruluğu;

Çalışma alanının büyüklüğü;

İşleme malzemeleri yelpazesi (demirli metaller, demirsiz metaller, ahşap, plastikler, vb.);

İşlenmesi amaçlanan ürünlerin boyut ve ağırlık aralığı;

Ürün konfigürasyonu (örneğin, düz, silindirik, dalgalı yüzeyler üzerine gravür);

Gerçekleştirilen görevlerin değiştirilmesi için gereken süre (gravür deseninin değiştirilmesi, konfigürasyon - çizgilerin kesilmesi, işleme materyalinin değiştirilmesi vb.);

Ürünün kurulum ve konumlandırılma zamanı;

Sistemin çalıştırılabileceği ---- ortam koşullarının parametreleri (sıcaklık aralığı, nem, toz içeriği);

Servis personelinin kalifikasyonu için gereksinimler.

Bu parametrelere göre, lazer tipi, ışın tarama cihazı seçilir, ürün bağlantı elemanlarının tasarımı geliştirilir, sistemin bir bütün olarak otomasyon düzeyi, çizim dosyalarını hazırlamak için özel programlar yazma ihtiyacı sorunu , kesme hatları vb. kararlaştırılmaktadır.

İşlemenin doğasını belirleyen ana teknik özellikler, lazerin enerji parametreleridir - enerji, güç, enerji yoğunluğu, darbe süresi, radyasyonun uzamsal ve zamansal yapısı, odak noktasındaki radyasyon güç yoğunluğunun uzamsal dağılımı, odaklanma koşulları, fiziksel malzemenin özellikleri.

Matkap olarak lazer ışını

Saat taşlarında delik delme - bu, lazerin emek faaliyetinin başlangıcıydı. Saatlerde kaymalı yatak olarak kullanılan yakut taşlarından bahsediyoruz. Bu tür yatakların imalatında, çok sert ve aynı zamanda kırılgan bir malzeme olan yakutta sadece 1-0,05 mm çapında delikler açmak gerekir. Uzun yıllar bu kuyumculuk operasyonu, 40-50 mikron çapındaki ince piyano telinden yapılmış matkaplar kullanılarak alışılagelmiş mekanik yöntemle gerçekleştirilmiştir. Böyle bir tatbikat dakikada 30 bin devire ulaştı ve aynı anda yaklaşık yüz ileri geri hareket gerçekleştirdi. Bir taşı delmek 10-15 dakika kadar sürdü.

1964'ten başlayarak, saat taşlarının verimsiz mekanik delme işleminin yerini her yerde lazer delme almaya başladı. Elbette "lazer delme" terimi tam anlamıyla alınmamalıdır; Lazer ışını bir delik açmaz, deler ve malzemenin yoğun bir şekilde buharlaşmasına neden olur. Günümüzde, saat taşlarının lazerle delinmesi olağan hale geldi. Bu amaçla özellikle neodimyum cam lazerler kullanılmaktadır. Taştaki bir delik (iş parçası kalınlığı 0,5-1 mm olan), 0,5-1 J enerjiye sahip bir dizi birkaç lazer darbesiyle delinir. Lazer makinesinin otomatik modda üretkenliği saniyede bir taştır. Bu, mekanik delmenin verimliliğinden bin kat daha fazladır!

Lazer, doğumundan kısa bir süre sonra, aynı derecede başarılı bir şekilde üstesinden geldiği bir sonraki görevi aldı - elmas kalıplarda delikler açmak (delmek). Bakır, bronz, tungstenden çok ince bir tel elde etmek için metali uygun çaptaki bir delikten çekme teknolojisinin kullanıldığını belki de herkes bilmiyor. Bu tür delikler, özellikle yüksek sertliğe sahip malzemelerde açılır, çünkü telin çekilmesi sürecinde deliğin çapı değişmeden kalmalıdır. Elmas en sert olarak bilinir. Bu nedenle, ince bir teli elmastaki bir delikten - sözde elmas kalıplardan çekmek en iyisidir. Sadece elmas kalıpların yardımıyla sadece 10 mikron çapında ultra ince bir tel elde etmek mümkündür. Ama elmas gibi süper sert bir malzemede ince bir delik nasıl açılır? Bunu mekanik olarak yapmak çok zordur - bir elmas kalıpta mekanik olarak bir delik açmak on saat kadar sürer.

Elmas kalıptaki bir delik kesitte böyle görünür. Lazer darbeleri, bir elmas boşlukta kaba bir kanalı deler. Ardından kanalı ultrason, taşlama ve cilalama ile işleyerek gerekli profili verirler. Kalıptan çekilerek elde edilen telin çapı d'dir.

0,3 mm çapındaki bu düzgün delikler, bir CO2 lazer kullanılarak 0,7 mm kalınlığında bir alümina seramik plakaya delinir.

Lazerlerin yardımıyla, seramikte sadece 10 mikron çapında çok ince delikler açılır. Bu tür deliklerin mekanik delme ile elde edilemeyeceğini unutmayın.

Delmenin lazerin mesleği olduğu gerçeğinden kimsenin şüphesi yoktu. Burada, özellikle iş çok ince ve çok derin delikler açmaya geldiğinde, deliklerin çok kırılgan veya çok sert malzemelerde delinmesi gerektiğinde, lazerin aslında değerli rakipleri yoktu. Nispeten kısa bir süre geçti ve lazer ışınının sadece delme için değil, diğer birçok malzeme işleme operasyonu için de başarıyla kullanılabileceği anlaşıldı. Yani bugün yeni bir teknolojinin ortaya çıkışı ve gelişimi hakkında konuşabiliriz - lazer.

Metallerde deliklerin lazerle delinmesi

Delme aleti olarak lazer kullanmanın avantajları vardır.

Delme aleti ile malzeme arasında herhangi bir mekanik temas olmadığı gibi matkapların kırılması ve aşınması da söz konusu değildir.

Lazer ışınını odaklamak için kullanılan optikler aynı zamanda onu istenen noktaya yönlendirmek için de kullanıldığından, delik yerleştirmenin doğruluğu artırılır. Delikler herhangi bir yönde yönlendirilebilir.

Diğer delme yöntemlerinde olduğundan daha büyük bir derinlik-çap oranı elde edilir.

Delme ve kesme sırasında işlenen malzemenin özellikleri, işlemi gerçekleştirmek için gereken lazer parametrelerini önemli ölçüde etkiler. Sondaj, hem 1 μs mertebesinde bir darbe süresi ile serbest çalışma modunda hem de birkaç on nanosaniye süreyle Q-anahtarlı modda çalışan darbeli lazerler tarafından gerçekleştirilir. Her iki durumda da malzeme, erimesi ve buharlaşması üzerinde termal bir etki vardır. Delik, esas olarak buharlaşma nedeniyle derinlemesine büyür ve duvarların erimesi ve oluşturulan aşırı buhar basıncı altında sıvının dışarı akması nedeniyle çap olarak büyür.

Tipik olarak, tekrarlayan düşük enerjili lazer darbeleri kullanılarak istenen çapta derin delikler elde edilir. Bu durumda, tek bir darbenin daha yüksek enerjisi ile elde edilen deliklerden daha küçük konik ve daha kaliteli delikler oluşturulur. İstisna, yüksek buhar basıncı oluşturabilen elementler içeren malzemelerdir. Bu nedenle, yüksek çinko içeriği nedeniyle pirinci lazer darbeli radyasyonla kaynaklamak çok zordur, ancak delme sırasında pirinç bazı avantajlara sahiptir, çünkü çinko atomları buharlaşma mekanizmasını önemli ölçüde geliştirir.

Çoklu darbe modu, istenen geometrinin en iyi kalitesinde ve belirtilen boyutlardan küçük bir sapma ile delikler elde etmenize izin verdiğinden, pratikte bu mod ince metallerde ve metalik olmayan malzemelerde delik açarken yaygınlaştı. Ancak kalın malzemelerde delik açarken yüksek enerjili tek darbeler tercih edilir. Lazer akışının diyaframlanması, şekilli delikler elde etmeyi mümkün kılar, ancak bu yöntem daha çok ince filmlerin ve metalik olmayan malzemelerin işlenmesinde kullanılır. 0,5 mm'den daha az kalınlığa sahip ince saclarda lazer delme işlemi gerçekleştirildiğinde, tüm metallerde nispeten düşük güçlerde 0,001 ila 0,2 mm çapında deliklerin açılabilmesi gerçeğinden oluşan işlemde bir miktar birlik vardır. .

Metallerde delme delikleri birkaç durumda kullanılabilir. Böylece darbeli lazerler yardımıyla yüksek hızda dönen parçaların dinamik dengelemesi yapılabilmektedir. Dengesizlik, belirli bir hacimdeki malzemenin yerel olarak eritilmesiyle seçilir. Lazer ayrıca, malzemenin yerel olarak buharlaştırılması veya genel ısıtma yoluyla elektronik bileşenleri takmak için de kullanılabilir. Yüksek güç yoğunluğu, küçük nokta boyutu ve kısa darbe süresi, lazeri bu uygulama için ideal bir araç haline getirir.

Metalde delik delmek için kullanılan lazerler, 107 - 108 W/cm2 mertebesinde odaklanmış bir ışın gücü yoğunluğu sağlamalıdır. 0,25 mm'den daha küçük çaplı metal matkaplarla delik delmek zor bir pratik iştir, lazer delme ise yeterince yüksek bir yerleştirme doğruluğu ile radyasyon dalga boyuyla orantılı bir çapa sahip deliklerin elde edilmesini mümkün kılar. "General Electric" (ABD) şirketinin uzmanları, elektron ışını işlemeye kıyasla deliklerin lazerle delinmesinin yüksek bir ekonomik rekabet gücüne sahip olduğunu hesapladı. Şu anda, katı hal lazerleri esas olarak delik delmek için kullanılmaktadır. 1000 Hz'e kadar darbe tekrarlama oranı ve sürekli modda 1 ila 103 W, darbe modunda yüzlerce kilovata kadar ve Q-anahtarlı modda birkaç megavata kadar güç sağlarlar. Bu tür lazerlerle işlemenin bazı sonuçları tabloda verilmiştir.

	kalınlık, mm	Delik çapı, mm	Süre sondaj	lazer enerjisi,
		giriş	hafta sonu
Paslanmaz çelik				10 dürtü
nikel çelik
Tungsten
Molibden

Metal olmayan malzemelerin delinmesi

Delik delme, lazer teknolojisinin ilk alanlarından biridir. İlk olarak, çeşitli malzemelerde delikler yakarak, deneyciler bunları lazer darbelerinin radyasyon enerjisini tahmin etmek için kullandılar. Şu anda, lazer delme işlemi, lazer teknolojisinin bağımsız bir yönü haline geliyor. Lazer ışını ile delinecek malzemeler, geleneksel yöntemlerle delik açmanın zor veya etkisiz olduğu elmas, yakut taşı, ferrit, seramik vb. metal olmayan malzemeleri içerir. Bir lazer ışını kullanarak farklı çaplarda delikler açabilirsiniz. Bu işlem için aşağıdaki iki yöntem kullanılmaktadır. Birinci yöntemde, lazer ışını belirli bir kontur boyunca hareket eder ve deliğin şekli, göreli hareketinin yörüngesi tarafından belirlenir. Burada, ısı kaynağının belirli bir yönde belirli bir hızda hareket ettiği bir kesme işlemi gerçekleşir: bu durumda, kural olarak, sürekli dalga lazerleri ve ayrıca artan darbe tekrarlama oranıyla çalışan darbeli lazerler kullanılır. .

Projeksiyon yöntemi olarak adlandırılan ikinci yöntemde, işlenen delik, optik bir sistem kullanılarak herhangi bir kesit verilebilen lazer ışınının şeklini tekrarlar. Delik delme projeksiyon yönteminin birincisine göre bazı avantajları vardır. Dolayısıyla, ışın yoluna bir diyafram (maske) yerleştirilirse, bu şekilde periferik kısmını kesmek ve ışın kesiti üzerinde nispeten düzgün bir yoğunluk dağılımı elde etmek mümkündür. Bu nedenle, ışınlanmış bölgenin sınırı daha keskindir, deliğin konikliği azalır ve kalite artar.

İşlenmekte olan delikten ek olarak erimiş malzemenin bir kısmını seçmenize izin veren bir dizi teknik vardır. Bunlardan biri, lazer radyasyonu ile eş eksenli bir nozül kullanılarak delme bölgesine beslenen basınçlı hava veya diğer gazlar tarafından aşırı basınç oluşturulmasıdır. Bu yöntem, sürekli modda çalışan bir CO2 lazer kullanılarak 2,5 mm kalınlığa kadar seramik plakalarda 0,05-0,5 mm çapında delikler açmak için kullanıldı.

Sert seramiklerde delik delmek kolay bir iş değildir: geleneksel yöntem bir elmas alet gerektirirken, mevcut diğer yöntemler deliğin çapının milimetrenin onda birine eşit olması nedeniyle zordur. Bu zorluklar, özellikle işlenecek levhanın kalınlığı delik çapından büyük olduğunda fark edilir. Delik derinliğinin (malzeme kalınlığı) çapına oranı, ince delikler elde etme kalitesinin bir ölçüsüdür; seramik ve diğer refrakter malzemeleri delerken kullanılan geleneksel delme ile 2:1 ve ultrasonik yöntemle yaklaşık 4:1'dir.

Bu sınıftaki malzemelerin lazerle delme yöntemi, çok yüksek delik yerleştirme doğruluğu ve nispeten daha kısa sürede en iyi oranın elde edilmesini sağlar. Bu nedenle, yüksek yoğunluklu polikristalin alümina seramiklerin lazerle delinmesi için, disk yüzeyinde 25 mm odak uzaklığına sahip ve yaklaşık 4 güç yoğunluğu sağlayan odaklanmış bir mercek olan 1.4 J darbe enerjisine sahip bir yakut lazer kullanıldı. -106 W/cm2. Ortalama olarak, 3,2 mm kalınlığındaki bir seramik diski delmek için 1 Hz tekrar hızında 40 darbe gerekiyordu. Lazer atım süresi 0,5 ms idi. Ortaya çıkan delikler, girişte yaklaşık 0.5 mm ve çıkışta 0.1 mm çapında bir konikliğe sahipti. Derinliğin ortalama delik çapına oranının yaklaşık 11:1 olduğu görülmektedir ki bu, diğer delik delme yöntemlerindeki benzer orana göre çok daha fazladır. Basit malzemeler için lazer delme için bu oran 50:1 olabilir.

Yanma ürünlerini ve sıvı fazı delme bölgesinden uzaklaştırmak için hava veya diğer gazlarla üfleme kullanılır. Numunenin ön tarafından üfleme ve arka tarafından vakum kombinasyonu ile ürünlerin daha verimli üflenmesi gerçekleşir. Seramiklerde 5 mm kalınlığa kadar delikler açmak için benzer bir şema kullanıldı. Bununla birlikte, bu durumda sıvı fazın etkili bir şekilde uzaklaştırılması, yalnızca açık bir deliğin oluşumundan sonra gerçekleşir.

Masada. Şekil 7, bazı metalik olmayan malzemelerdeki deliklerin parametrelerini ve bunların işleme modlarını göstermektedir.

Malzeme	delik parametreleri	işleme modu
	çap, mm	Derinlik, mm	Derinlik çap oranı	Enerji, J	Darbe süresi	Akı yoğunluğu, W/cm2	Delik başına darbe sayısı
Seramik

Sert yüzeylerde deliklerin lazerle delinmesi

Deliklerin lazerle delinmesi, malzemenin ısıtılması, buharlaştırılması ve eritilmesi gibi fiziksel işlemlerle karakterize edilir. Buharlaşmanın bir sonucu olarak deliğin derinliğinin ve duvarların erimesi ve sıvının aşırı buhar basıncıyla yer değiştirmesinin bir sonucu olarak çapının arttığı varsayılmaktadır.

Yaklaşık 2 µm toleranslı hassas delikler elde etmek için, ns ve ps aralığında çok kısa darbelere sahip lazerler kullanılır. Deliğin çapını belirli bir seviyede kontrol etmenize izin verir, örn. delik çapının büyümesinden sorumlu duvarların ısınmasına ve erimesine yol açmaz, ancak katı fazdan malzemenin buharlaşmasına yol açar. Ayrıca, ns ve ps darbe aralıklarına sahip lazerlerin kullanılması, deliğin yan yüzeylerinde katılaşmış bir sıvı fazın varlığını önemli ölçüde azaltabilir.

Şu anda, lazerle delik delmeyi gerçekleştirmenin birkaç yöntemi vardır: tek darbeli delme, tek bir darbe kullanır ve bunun sonucunda bir delik açılır. Bu yöntemin avantajları hızdır. Dezavantajlar, deliğin derinliği arttıkça termal enerji transferindeki azalma nedeniyle deliğin yüksek darbe enerjisi, düşük kalınlığı ve kanonik şeklidir.

Darbeli delmede, kısa süreli ve enerjili birkaç lazer darbesi ile bir delik oluşturulur.

Avantajlar: küçük çaplı delikler elde etmek için daha derin bir delik (yaklaşık 100 mm) oluşturma yeteneği. Bu yöntemin dezavantajı delme işleminin daha uzun olmasıdır.

Delik delme, birkaç lazer darbesinin etkisi altında gerçekleşir. İlk olarak, lazer çekici ilk deliği açar. Ardından, iş parçası üzerinde artan dairesel yol boyunca birkaç kez hareket ederek ilk deliği genişletir. Erimiş malzemenin çoğu delikten aşağı doğru itilir. Döner delme, karot delmeden farklı olarak, bir başlangıç ​​deliği açmayı içermez. Zaten ilk darbelerden gelen lazer, malzeme boyunca dairesel bir yol boyunca hareket eder. Bu hareketle birlikte büyük miktarda malzeme yükselir. Sarmal bir merdiven gibi hareket eden lazer, deliği derinleştirir. Lazer malzemenin içinden geçtikten sonra birkaç tur daha yapılabilir. Deliğin alt tarafını genişletmek ve kenarları düzleştirmek için tasarlanmıştır. Büküm delme, çok büyük ve derin yüksek kaliteli delikler üretir. Avantajları: Yüksek kalitede büyük ve derin delikler elde etmek.

Lazer delmenin avantajları: Küçük delikler elde etme imkanı (100 mikrondan küçük), açılı delik delme ihtiyacı, çok sert malzemelerde delik delme, yuvarlak olmayan delikler elde etme yeteneği, yüksek işlem verimliliği, malzeme üzerinde düşük termal etki (malzemenin darbe süresinin azalmasıyla ısınma azalır), kırılgan malzemelerin (elmas, porselen, ferrit, safir kristal, cam) delinmesine izin veren temassız bir yöntem, yüksek işlem otomasyonu, uzun servis ömrü sürecin ömrü ve kararlılığı.

Bu çalışma, çeşitli sert yüzeylerde deliklerin lazerle delinmesi için en uygun modların araştırılmasına ayrılmıştır.

Deneyler için dalga boyu 1064 nm olan kızılötesi darbeli Nd:YAG lazer kullanıldı. Maksimum lazer gücü 110 W, darbe tekrarlama oranı 10 kHz ve darbe süresi 84 ns olan bu çalışmadaki delikler darbeli delme ile elde edilmiştir. Lazer delme sırasında, lazer radyasyonunun gücü 3,7 W ile 61,4 W arasında, numune yüzeyindeki lazer noktasının çapı ise 2 mm ile 4 mm arasında değişmiştir.

Deliklerin lazerle delinmesi aşağıdaki katı yüzeylerde gerçekleştirildi: sırasıyla plastik (sarı), karbon fiber, alüminyum, 1.22.3 mm kalınlık. lazer delme deliği metal

Bir yüzeyin lazerle delinmesinin kalitesi aşağıdaki parametrelerden önemli ölçüde etkilenir: lazer radyasyonunun ortalama gücü, numunenin yüzeyindeki lazer noktasının çapı, malzemenin fiziksel özellikleri (lazer radyasyonunun yüzey tarafından absorpsiyon katsayısı, erime sıcaklığı) lazer radyasyon dalga boyu, darbe süresi ve lazer delme yöntemi (tek darbe, darbeli delme, vb.).

Tablo 1, çeşitli sert yüzeylerde lazer delme modlarını göstermektedir.

Çeşitli yüzeylerde lazerle delik delme modları

Artan kırılganlık ile karakterize edilen lazer delme

lazer delme sadece sert ve süper sert malzemelerde değil, aynı zamanda artan kırılganlık ile karakterize edilen malzemelerde delikler elde etmek için yaygın olarak kullanılır.

İçin delik lazer delmeşu anda darbeli bir YAG-Nd lazer temelinde oluşturulan Kvant-11 kurulumunu kullanıyorlar. Lazer kaynağı ayrıca odaklanmış darbeli lazer radyasyonunun etkisine dayanır. Ayrıca hem dikiş hem de punta kaynağı kullanılmaktadır.

daki ana süreçler lazer metal olmayan malzemelerin delinmesi ve kesme sırasında lazer ışınlama bölgesinden ısıtma, eritme ve buharlaştırmadır. Bu işlemlerin sağlanabilmesi için odak noktasında optik sistemin oluşturduğu 106 - 107 W/cm2 güç yoğunluklarının olması gerekmektedir. Bu durumda, malzemelerin buharlaşması nedeniyle delik derinleşir; ayrıca duvarların erimesi ve aşırı buhar basıncının yarattığı sıvı fraksiyonun dışarı atılması da vardır.Mevcut endüstri şu anda yaygın olarak kullanılmaktadır. Elmaslardaki deliklerin lazerle delinmesi, delme işleminde deliklerin oluşumu üzerinde yüksek hassasiyet ve kontrol sağlar.

0 25 mm'den daha küçük çaplı metal matkaplarla delik delmek pratikte zor bir iştir. lazer delme yeterince yüksek bir yerleştirme doğruluğu ile radyasyonun dalga boyu ile orantılı bir çapa sahip deliklerin elde edilmesini sağlar.

İnce metal plakaların hassas lazer kesiminin teknik özelliklerinin ve özelliklerinin genellikle işlemlerin teknik özellikleriyle aynı koşullar ve faktörler tarafından belirlendiği deneylerden bilinmektedir. çok darbeli lazer delme . İnce metal plakalardaki bir kesmenin ortalama genişliği, numunenin tüm uzunluğu boyunca genellikle 30 - 50 mikrondur, duvarları neredeyse paraleldir, yüzey büyük kusurlar ve yabancı kalıntılar içermez. Darbeli radyasyonla kesmenin özelliklerinden biri, kanalizasyon etkisi denen olasılığıdır. Bu etki, niteliksel (kırınım) bir ışının, duvarından yeniden yansıma yoluyla önceki darbelerin oluşturduğu kanala sürüklenmesinde ifade edilir. Yeni bir kanalın oluşumu, tüm kırınım ışınının bir öncekinin dış hatlarının ötesine yer değiştirmesinden sonra başlar. Bu işlem, kesim duvarının sınırlayıcı pürüzlülüğünü belirler ve çok geçişli işleme sırasında yönlü modelin kararsızlığını telafi ederek kesimin doğruluğunu stabilize edebilir. Bu durumda, kesilen kenarların pürüzlülüğü genellikle 4–5 μm'yi geçmemiştir ve bu oldukça tatmin edici sayılabilir.

Lazerler ayrıca, standarda göre kullanılmış kalıpları bir sonraki daha büyük çapa kadar kaba işleme gibi bir işlemi de gerçekleştirir. Mekanik delme sırasında bu işlem yaklaşık 20 saat sürdüyse, o zaman lazerle delme yalnızca birkaç düzine darbe gerektirir. Bir kalıbın kaba işlenmesi için toplam zaman aralığı yaklaşık 15 dakikadır.

Delik delme belki de lazer teknolojisinin ilk alanlarından biridir. süreç şu anda lazer delme, lazer teknolojisinin bağımsız bir yönü haline gelir ve yerli ve yabancı endüstride önemli bir pay alır. Lazer ışını ile delinecek malzemeler, geleneksel yöntemlerle delik açmanın zor veya etkisiz olduğu elmas, yakut taşı, ferrit, seramik vb. metal olmayan malzemeleri içerir.

Ancak kalın malzemelerde delik açarken yüksek enerjili tek darbeler tercih edilir. Lazer akışının diyaframlanması, şekilli delikler elde etmeyi mümkün kılar, ancak bu yöntem daha çok ince filmlerin ve metalik olmayan malzemelerin işlenmesinde kullanılır. Bu durumda, ile ne zaman ben lazer delme 0,5 mm'den daha ince ince saclarda üretilir, tüm metallerde nispeten düşük güçlerde 0,001 ila 0,2 mm çapında deliklerin açılabilmesi gerçeğinden oluşan işlemde bir miktar birlik vardır. Büyük kalınlıklarda, Şek. 83, tarama etkisi nedeniyle bir doğrusal olmama durumu ortaya çıkar.

Daha önce, esnek PCB kullanımının güvenilirliklerini artırdığı, cihazların montaj süresini yüzlerce saat azalttığı ve sert PCB kullanımına kıyasla hacim ve kütlede 2-4 kat kazanç sağladığı belirtilmişti. MEA. Artık esnek yazılımın geliştirilmesinde önceden var olan fren, yani geleneksel yazılımla çalışmaya alışkın tasarımcıların iyi bilinen muhafazakarlığı, geçilmiş bir aşama olarak kabul edilebilir. Bu durumda, kristal tutucuda PCB ile üzerine kurulu LSI arasındaki mekanik gerilimleri azaltma görevi kolaylaşır ve ayrıca elde etmek mümkün hale gelir. sürekli bakırla doldurarak ara katman geçişi için 125 mikron çapında (geleneksel PCB'lerde 800 mikron yerine) lazerle yarı minyatür delikler delme. Son olarak, esnek poliimid PCB şeffaftır ve özenle seçilmiş aydınlatma koşulları altında her katmandaki tüm lehim bağlantılarının görsel olarak incelenmesine olanak tanır.

Çözüm

Sonuç olarak, lazer teknolojilerini modern üretime sokmanın bazı genel konuları üzerinde durmak istiyorum.

Bir lazer teknolojik kurulumunun oluşturulmasındaki ilk aşama, teknik bir görevin geliştirilmesidir. Çoğu durumda, müşteriler güvenli bir şekilde oynamaya çalışır ve üretimin gerçek ihtiyaçlarını çok aşan özellikler koyar. Sonuç olarak, ekipman maliyeti% 30-50 artar. Paradoksal olarak, bunun nedeni, kural olarak, lazer sistemlerinin nispeten yüksek maliyetidir. Birçok iş lideri şöyle düşünüyor:

"... yeni pahalı ekipman alırsam, o zaman özellikler açısından şu anda gerekli olan standartları aşmalı, "belki", bir gün benim için işe yarayacak ...". Sonuç olarak, ekipmanın potansiyel yetenekleri hiçbir zaman kullanılmaz ve geri ödeme süresi uzar.

Bu tür bir yaklaşımın bir örneği, parçaların mekanik markalanmasından lazer markalamaya geçiştir. Ana işaretleme kriterleri, yazının kontrastı ve aşınmaya karşı direncidir. Kontrast, gravür çizgisinin genişliğinin ve derinliğinin oranıyla belirlenir. Mekanik gravür için minimum çizgi genişliği yaklaşık 0,3 mm'dir. Zıt bir yazı elde etmek için derinliği yaklaşık 0,5 mm olmalıdır. Bu nedenle, çoğu durumda, bir lazer kurulumu için iş tanımı hazırlanırken bu parametreler dikkate alınır. Ancak lazer kazıma sırasındaki çizgi genişliği sırasıyla 0,01-0,03 mm'dir, yazının derinliği 0,05 mm yapılabilir, yani. mekanik olandan daha küçük bir büyüklük sırası. Bu nedenle, lazer gücü ile markalama süresi arasındaki ilişki, sistemin maliyetine göre optimize edilebilir. Sonuç olarak, lazer kurulumunun fiyatı ve sonuç olarak geri ödeme süresi azalır.

Birçok durumda lazer teknolojilerinin tanıtılması, "eski" sorunların temelde yeni yöntemlerle çözülmesini mümkün kılar. Bunun klasik bir örneği, koruyucu yazıların, markaların vb. uygulanmasıdır. sahteciliğe karşı korumak için ürünlerde. Lazer teknolojisinin yetenekleri, bir güvenlik yazısının yazıdaki tek bir satırdan tanımlanmasını mümkün kılar. Şifreleme yöntemlerini kullanma yeteneği, sahteciliğe karşı "dinamik" koruma uygulamanıza olanak tanır, örn. genel çizim kaydedilirken, belirli bir süre sonra sadece uzmanların veya özel donanımların tanıyabileceği bazı unsurlar değişir. Mekanik sahtecilik yöntemleri için ulaşılamaz olan, bir lazerle gravür hattının kenarlarında metal emisyonlarından küçük bir çıkıntı (3-10 mikron) oluşturma olasılığıdır. Bu tür tekniklerin karmaşık kullanımı, sahtecilik olasılığını en aza indirir ve ekonomik olarak kârsız hale getirir.

Teknolojik gelişimin bu aşamasında ("vahşi" kapitalizmden normal üretime geçiş) lazer teknolojilerinin tanıtılması, yüksek teknolojili üretim denen şeyin oluşumunun başlaması için seçeneklerden yalnızca biridir. Bu tür lazer sistemlerinden birkaçını kullanan küçük işletmeler, nicelikten niteliğe geçiş diyalektiği yasasını onaylamıştır. Yeni ekipman, kural olarak, personelin artan dikkatini ve bulunduğu odada "temizliği" sürdürmeyi içeren, temelde yeni bakım yöntemlerini gerektirir. Şunlar. niteliksel olarak yeni bir üretim kültürü düzeyine geçiş var. Aynı zamanda, çalışan sayısı genellikle azalır ve işletme yöneticileri, bir "çalışma ekibi" değil, çalışanların teknolojik sistemin yalnızca ayrılmaz bir parçası olduğu bir işletmenin çalışmalarını optimize etme sorunlarını çözmeye başlar. işlem. Gelecekte bu üretimde lazer teknolojisi kullanılsın ya da kullanılmasın, kazanılan deneyim ve oluşan kültür hiçbir yerde kaybolmayacaktır. Bu, aslında normal bir evrim süreci olmasına rağmen, dış gözlemcilerin genellikle teknolojik veya bilimsel ve teknolojik devrim olarak adlandırdıkları şeydir. Birçok büyük teknoloji firmasının gelişim tarihi, gelişimin ilk aşamalarında bir noktada hepsinin benzer bir geçiş aşamasına sahip olduğunu gösteriyor. Şu anda, yeni teknolojilere yapılan nispeten küçük yatırımların gelecekte büyük getirilere yol açacağı bir teknolojik gelişme aşamasında olabiliriz. Kendi kendini organize eden sistemlerin bilimi olan sinerjide, böyle bir durum, geçmişte veya günümüzdeki küçük değişikliklerin küresel sonuçlara yol açtığı süreci tanımlayan “kelebek” yasasına (R. Bradbury “And Thunder Rang…”) tabidir. gelecekte.

kullanılmış literatür listesi

1. Rykalin N.N. Malzemelerin lazerle işlenmesi. M., Mashinostroenie, 1975, 296 s.

2. Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Lazer işlemenin teknolojik süreçleri: Proc. üniversiteler için el kitabı / Ed. A.G. Grigoryants. - M.: MSTU im. N.E. Bauman, 2006. -664 s.

3. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Makine mühendisliği ve enstrüman yapımında lazerlerin kullanımı. - L., Makine mühendisliği. Leningrad. departman, 1978, 336 s.

Allbest.ru'da barındırılıyor

...

Benzer Belgeler

Basılı bir kitap bloğunun sırtında delikler açmak için bir makinenin geliştirilmesi. Delik delmek için mevcut ekipmanın analizi, eksiklikleri. Makinenin teknolojik şemasının geliştirilmesi ve delme kafasının tasarımı.

tez, 07/29/2010 eklendi


Parçalarda delik delmek için bir takım geliştirme aşamaları: iş parçasını yüzeyde yatay bir düzlemde temel almak, teknolojik süreç için ekipman seçmek, kesme koşullarını hesaplamak, imalat hataları ve fikstür doğruluğu.

dönem ödevi, 11/16/2010 eklendi


Delik delme işleminin teknolojik temelleri. Makine çeşitleri ve ana bileşenleri. Matkabın malzemesinin ve geometrik elemanlarının etkisi. Matkapların kesme kısmının geometrik parametrelerinin değiştirilmesi. Matkap üretimi için ana bitirme işlemleri modları.

tez, 30.09.2011 eklendi


Metal kesme makinelerinin tarihçesi. Delmenin amacı, işlenmesi sırasında çeşitli malzemelerde delikler elde etmek için yapılan işlemlerdir, amacı diş açma, raybalama, raybalama için delikler açmaktır. Başlıca germe türleri.

sunum, 10/05/2016 eklendi


Delik işlemenin ana zorlukları. Derin delme işlemleri için ayar seçenekleri. Yağlama sıvısının işlevleri, tedarik yöntemleri. Derin sondaj çeşitleri. Tatmin edici talaş oluşumu ve delikten çıkarılması.

eğitim kılavuzu, 12/08/2013 eklendi


Teknolojik işlemlerin tanımı - "iletken plaka" detayında delikler elde etmek için delme ve raybalama. İşleme için takım tezgahı seçimi. Çalışma prensibi ve doğruluk için hesaplanması. Kesme koşullarının ve sıkma kuvvetinin belirlenmesi.

dönem ödevi, 01/17/2013 eklendi


Delme yoluyla katı metalde deliklerin oluşumu, işlenmelerinin doğruluğu, bir dizi alet; yüzey pürüzlülük sınıfı. Delme, havşa açma, raybalama modları. Bir parça sıkıştırma planının geliştirilmesi; temel hatası ve sıkma kuvvetinin hesaplanması.

laboratuvar çalışması, 29.10.2014 eklendi


Büyük ve ağır parçalarda delme, raybalama, havşa açma ve raybalama delikleri. Planya kesiciler için önerilen malzeme sınıfları, özellikleri. Çelik bir milin uzunlamasına tornalanması için kesme modunun hesaplanması.

kontrol çalışması, 21.11.2010 eklendi


lazer teknolojisi. Lazerlerin çalışma prensibi. Bir lazer ışınının temel özellikleri. Lazer radyasyonunun tek renkliliği. Onun gücü. Dev momentum. Sanayi ve teknolojide, tıpta lazer ışınının kullanımı. Holografi.

özet, 23.11.2003 tarihinde eklendi


Delme, matkap adı verilen bir alet kullanılarak katı bir malzemede delikler açma işlemidir. Teknolojik sürecin doğruluğunu etkileyen ana faktörlerin belirlenmesi, mevcut hareketler: dönme ve öteleme yönlü.

Lazer teknolojileri, malzemelerin endüstriyel olarak işlenmesinde her zamankinden daha önemli bir rol oynayabilir. Kesme, kaynak, delme, termal yüzey işleme, kazıma ve diğer operasyonları başarıyla yürütürler. Bunun avantajları arasında daha yüksek üretkenlik, mükemmel kalite, ulaşılamayan yerlerde veya çok küçük yüzeylerde gerçekleştirilen işlemlerin benzersizliği sayılabilir. Lazer komplekslerini konumlandırmak ve odaklamak için otomatik sistemler, uygulamalarını daha da verimli hale getirir ve kullanım kolaylığı, bunların üretim süreçlerine geniş bir şekilde uygulanması için ön koşullar oluşturur.

S.N. Kolpakov, A.A. Kabul,
LLC "Alt lazer", Kharkov

Şu anda lazer, başta kesme, kaynak, delme, yüzey ısıl işlemi, kazıma, işaretleme, gravür vb. olmak üzere bir dizi teknolojik işlemi başarıyla gerçekleştirmekte ve bazı durumlarda diğer işleme türlerine göre avantajlar sağlamaktadır. Böylece malzemedeki deliklerin delinmesi daha hızlı tamamlanabilmekte ve birbirine benzemeyen malzemelerin çizilmesi daha kusursuz olmaktadır. Ayrıca artan emek yoğunluğu nedeniyle daha önce imkansız olan bazı ameliyat türleri de büyük başarı ile gerçekleştirilmektedir. Örneğin, malzemelerin kaynaklanması ve deliklerin delinmesi, bir vakumda veya çeşitli gazların bulunduğu bir atmosferde camdan gerçekleştirilebilir.

Endüstriyel malzeme işleme, lazerlerin en yaygın kullanıldığı alanlardan biri haline geldi. Lazerlerin ortaya çıkmasından önce, teknolojik işleme için ana ısı kaynakları bir gaz brülörü, bir elektrik arkı deşarjı, bir plazma arkı ve bir elektron ışınıydı. Yüksek enerji yayan lazerlerin ortaya çıkmasıyla, işlenmiş yüzeyde yüksek ışık akısı yoğunlukları yaratmanın mümkün olduğu ortaya çıktı. Sürekli, darbeli veya dev darbe modlarında çalışan ışık kaynakları olarak lazerlerin rolü, lazer teknolojisinin temeli olan, işlenen malzemenin yüzeyine ısınması, erimesi veya buharlaşması için yeterli bir güç yoğunluğu sağlamaktır.

Şu anda lazer, başta kesme, kaynaklama, delik delme, yüzey ısıl işlemi, kazıma, işaretleme, gravür vb. gibi bir dizi teknolojik işlemi başarıyla gerçekleştirmekte ve bazı durumlarda diğer işleme türlerine göre avantajlar sağlamaktadır. Böylece malzemedeki deliklerin delinmesi daha hızlı tamamlanabilmekte ve birbirine benzemeyen malzemelerin çizilmesi daha kusursuz olmaktadır. Ayrıca, daha önce zor erişilebilirlik nedeniyle gerçekleştirilemeyen bazı operasyonlar büyük bir başarı ile gerçekleştirilmektedir. Örneğin, malzemelerin kaynaklanması ve deliklerin delinmesi, bir vakumda veya çeşitli gazların atmosferinde camdan gerçekleştirilebilir.

"Lazer" kelimesi, Rusça'ya çevrilen, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation İngilizce cümlesinin ilk harflerinden oluşur: uyarılmış emisyonla ışığın amplifikasyonu . Klasik olarak, malzemeleri işlemek için lazer teknolojilerini tarif ederken, yalnızca lazerlerin kendilerine, çalışma ilkelerine ve teknik parametrelerine büyük önem verilir. Bununla birlikte, malzemelerin herhangi bir lazerle boyutsal işleme sürecini uygulamak için, lazere ek olarak, bir ışın odaklama sistemine, iş parçasının yüzeyi boyunca ışının hareketini kontrol etmek için bir aygıta veya malzemeyi hareket ettirmek için bir aygıta da ihtiyaç vardır. ışına göre ürün, bir gaz üfleme sistemi, optik yönlendirme ve konumlandırma sistemleri, lazer kesim, gravür vb. kontrol yazılım süreçleri. lazerin kendisinin parametreleri. Örneğin, çapı 10 mm'den az olan yatakları markalamak veya hassas nokta lazer kaynağı için, ürünün konumlandırılması ve odaklanma için harcanan süre, gravür veya kaynaklama süresini bir veya iki büyüklük sırası (yatak işaretleme süresi) aşar yaklaşık 0,5 saniyedir). Bu nedenle, otomatik konumlandırma ve odaklama sistemleri kullanılmadan, birçok durumda lazer sistemlerinin kullanılması ekonomik olarak elverişsiz hale gelir. Arabalarla lazer sistemlerinin analojisi, lazerin bir motor gibi çalıştığını gösterir. Motor ne kadar iyi olursa olsun, tekerlekler ve diğer her şey olmadan araba gitmeyecektir.

Lazer teknolojisi sistemlerinin tercih edilmesinde bir diğer önemli faktör de bakım kolaylığıdır. Uygulamada görüldüğü gibi, operatörler bu tür ekipmana servis verme konusunda düşük niteliklere sahiptir. Bunun nedenlerinden biri, çoğu durumda lazer sistemlerinin modası geçmiş teknolojik süreçlerin (ürünlerin şok ve kimyasal markalama, mekanik gravür, manuel kaynak, manuel markalama vb.) yerini almasıdır. Kural olarak, etik nedenlerle üretimlerini modernize eden, eski ekipmanı yenileriyle değiştiren işletmelerin başkanları, eski (kelimenin tam anlamıyla ve mecazi olarak) servis personelini terk eder. Bu nedenle, lazer teknolojik sistemlerin gelişiminin belirli başlangıç ​​koşullarında (Sovyet sonrası cumhuriyetlerde) üretime sokulması için, mümkün olan en yüksek düzeyde otomasyon ve eğitim kolaylığı sağlamak gerekir. Vasıfsız personelin maaşının eğitimli bir uzmanın maaşından daha düşük olduğu gerçeğini göz ardı etmemeliyiz. Bu nedenle, yüksek vasıflı personeli davet etmektense, bakım kolaylığı olasılığı olan gelişmiş ekipman satın almak daha uygun maliyetlidir.

Bu nedenle, modern üretimde lazer teknolojilerini kullanma görevi, yalnızca lazerin kendisinin teknik parametreleri açısından değil, aynı zamanda lazerin belirli özelliklerinin kullanılmasına izin veren ekipman ve yazılımın özellikleri de dikkate alınarak değerlendirilmelidir. belirli bir teknolojik sorunu çözmek için lazer.

Malzemelerin boyutsal olarak işlenmesi için tasarlanmış herhangi bir lazer sistemi, aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir:

• işlem hızı (kesme, oyma, vb.);
• çözüm;
• işleme doğruluğu;
• çalışma alanının boyutu;
• işleme malzemeleri yelpazesi (demirli metaller, demirsiz metaller, ahşap, plastikler, vb.);
• işlenmesi amaçlanan ürünlerin boyut ve ağırlık aralığı;
• ürün konfigürasyonu (örneğin, düz, silindirik, dalgalı yüzeyler üzerine gravür);
• gerçekleştirilen görevleri değiştirmek için gerekli süre (gravür deseninin değiştirilmesi, kesim hattı konfigürasyonu, işleme materyalinin değiştirilmesi vb.);
• ürünün kurulum ve konumlandırma süresi;
• sistemin çalıştırılabileceği ortam koşullarının parametreleri (sıcaklık aralığı, nem, toz içeriği);
• servis personelinin kalifikasyonu için gereksinimler.

Bu parametrelere dayanarak, lazer tipi, ışın tarama cihazı seçilir, ürün bağlantı elemanlarının tasarımı geliştirilir, sistemin bir bütün olarak otomasyon düzeyi, çizim dosyalarını hazırlamak için özel programlar yazma ihtiyacı sorunu , kesme hatları vb. kararlaştırılmaktadır.

İşlemenin doğasını belirleyen ana teknik özellikler, lazerin enerji parametreleridir - enerji, güç, enerji yoğunluğu, darbe süresi, radyasyonun uzamsal ve zamansal yapıları, odak noktasındaki radyasyon güç yoğunluğunun uzamsal dağılımı, odaklanma koşulları, fiziksel malzemenin özellikleri (yansıtma, termofiziksel özellikler, erime noktası, vb.).

Metallerde deliklerin lazerle delinmesi

Delme aleti olarak lazer kullanmanın avantajları vardır.

Delme aleti ile malzeme arasında herhangi bir mekanik temas olmadığı gibi matkapların kırılması ve aşınması da söz konusu değildir.

Lazer ışınını odaklamak için kullanılan optikler aynı zamanda onu istenen noktaya yönlendirmek için de kullanıldığından, delik yerleştirmenin doğruluğu artırılır. Delikler herhangi bir yönde yönlendirilebilir.

Diğer delme yöntemlerinde olduğundan daha büyük bir derinlik-çap oranı elde edilir.

Delme ve kesme sırasında işlenen malzemenin özellikleri, işlemi gerçekleştirmek için gereken lazer parametrelerini önemli ölçüde etkiler. Sondaj, hem 1 μs mertebesinde bir darbe süresi ile serbest çalışma modunda hem de birkaç on nanosaniye süreyle Q-anahtarlı modda çalışan darbeli lazerler tarafından gerçekleştirilir. Her iki durumda da malzeme, erimesi ve buharlaşması üzerinde termal bir etki vardır. Delik, esas olarak buharlaşma nedeniyle derinlemesine ve çap olarak - duvarların erimesi ve oluşturulan aşırı buhar basıncı altında sıvının dışarı akması nedeniyle büyür.

Tipik olarak, tekrarlayan düşük enerjili lazer darbeleri kullanılarak istenen çapta derin delikler elde edilir. Bu durumda, tek bir darbenin daha yüksek enerjisi ile elde edilen deliklerden daha küçük konik ve daha kaliteli delikler oluşturulur. İstisna, yüksek buhar basıncı oluşturabilen elementler içeren malzemelerdir. Bu nedenle, yüksek çinko içeriği nedeniyle pirinci lazer darbeli radyasyonla kaynaklamak çok zordur, ancak delme sırasında pirinç bazı avantajlara sahiptir, çünkü çinko atomları buharlaşma mekanizmasını önemli ölçüde geliştirir.

Çoklu darbe modu, istenen geometrinin en iyi kalitesinde ve belirtilen boyutlardan küçük bir sapma ile delikler elde etmenize izin verdiğinden, pratikte bu mod ince metallerde ve metalik olmayan malzemelerde delik açarken yaygınlaştı. Ancak kalın malzemelerde delik açarken yüksek enerjili tek darbeler tercih edilir. Lazer akışının diyaframlanması, şekilli delikler elde etmeyi mümkün kılar, ancak bu yöntem daha çok ince filmlerin ve metalik olmayan malzemelerin işlenmesinde kullanılır. 0,5 mm'den daha az kalınlığa sahip ince saclarda lazer delme işlemi gerçekleştirildiğinde, tüm metallerde nispeten düşük güçlerde 0,001 ila 0,2 mm çapında deliklerin açılabilmesi gerçeğinden oluşan işlemde bir miktar birlik vardır. .

Metallerde delme delikleri birkaç durumda kullanılabilir. Böylece darbeli lazerler yardımıyla yüksek hızda dönen parçaların dinamik dengelemesi yapılabilmektedir. Dengesizlik, belirli bir hacimdeki malzemenin yerel olarak eritilmesiyle seçilir. Lazer ayrıca, malzemenin yerel olarak buharlaştırılması veya genel ısıtma yoluyla elektronik bileşenleri takmak için de kullanılabilir. Yüksek güç yoğunluğu, küçük nokta boyutu ve kısa darbe süresi, lazeri bu uygulama için ideal bir araç haline getirir.

Metalde delik delmek için kullanılan lazerler, 10 7 - 10 8 W/cm2 mertebesinde bir güç yoğunluğuna sahip odaklanmış bir ışın sağlamalıdır. 0,25 mm'den daha küçük çaplı metal matkaplarla delik delmek zor bir pratik iştir, lazer delme ise yeterince yüksek bir yerleştirme doğruluğu ile radyasyon dalga boyuyla orantılı bir çapa sahip deliklerin elde edilmesini mümkün kılar. "General Electric" (ABD) şirketinin uzmanları, elektron ışını işlemeye kıyasla deliklerin lazerle delinmesinin yüksek bir ekonomik rekabet gücüne sahip olduğunu hesapladı (Tablo 1). Şu anda, katı hal lazerleri esas olarak delik delmek için kullanılmaktadır. 1000 Hz'e kadar darbe tekrarlama oranı ve sürekli modda 1 ila 10 3 W, darbeli modda yüzlerce kilovata kadar ve Q-anahtarlı modda birkaç megavata kadar güç sağlarlar. Bu tür lazerlerle işlemenin bazı sonuçları Tablo'da verilmiştir. 2.

Metallerin lazer kaynağı

Geliştirilmesinde lazer kaynağının iki aşaması vardı. Başlangıçta nokta kaynağı geliştirildi. Bu, o sırada güçlü darbeli katı hal lazerlerinin varlığıyla açıklandı. Şu anda, sürekli ve darbe sürekli radyasyon sağlayan yüksek güçlü CO 2 gazı ve katı hal Nd:YAG lazerlerin varlığında, birkaç milimetreye kadar penetrasyon derinliğine sahip dikiş kaynağı mümkündür. Lazer kaynağının diğer kaynak türlerine göre birçok avantajı vardır. Yüksek ışık akısı yoğunluğunun ve bir optik sistemin varlığında, belirli bir noktada yüksek doğrulukla yerel penetrasyon mümkündür. Bu durum, malzemelerin ulaşılması zor alanlarda, lazer radyasyonuna karşı şeffaf pencereleri olan vakumlu veya gazla dolu bir odada kaynak yapılmasını mümkün kılar. Örneğin inert gaz atmosferine sahip bir odadaki mikroelektronik elemanların kaynaklanması, bu durumda oksidasyon reaksiyonları olmadığı için özellikle pratik açıdan önemlidir.

Parçaların kaynağı, kesme işleminden çok daha düşük güç yoğunluklarında gerçekleşir. Bu, kaynak sırasında malzemenin yalnızca ısıtılması ve eritilmesinin gerekli olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır, yani darbe süresi ile yoğun buharlaşma (10 5 -10 6 W / cm2) için hala yetersiz olan güç yoğunlukları gereklidir. yaklaşık 10 -3 -10 -4 İle. İşlenmekte olan malzemeye odaklanan lazer radyasyonu bir yüzey ısı kaynağı olduğundan, ısıl iletkenlik nedeniyle kaynak yapılan parçaların derinliğine ısı transferi gerçekleştirilir ve uygun seçilmiş bir kaynak modu ile penetrasyon bölgesi zamanla değişir. Yetersiz güç yoğunluklarında kaynak bölgesine nüfuz edememe, yüksek güç yoğunluklarında ise metal buharlaşması ve delik oluşumu gözlenir.

Kaynak, daha düşük güçte bir gaz-lazer kesme makinesinde ve kaynak bölgesine zayıf bir inert gaz üflemesi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Yaklaşık 200 W CO 2 lazer gücü ile 0,8 mm kalınlığa kadar çeliği 0,12 m/dk hızla kaynaklamak mümkündür; dikişin kalitesi, elektron ışını işlemeden daha kötü değildir. Elektron ışını kaynağı biraz daha yüksek kaynak hızlarına sahiptir, ancak büyük bir rahatsızlık yaratan ve önemli toplam zaman maliyeti gerektiren bir vakum odasında gerçekleştirilir.

Masada. Şekil 3, çeşitli malzemelerin 250 W gücünde bir CO2 lazeri ile alın kaynağına ilişkin verileri göstermektedir.

CO 2 lazerin diğer radyasyon güçlerinde Tablo 1'de verilen dikiş kaynağı verileri elde edilmiştir. 4. Üst üste binme, alın ve köşe ile kaynak yaparken, kiriş çarpma bölgesinde kaynak yapılan malzemenin tamamen nüfuz etmesiyle, tabloda belirtilen hızlara yakın hızlar elde edildi.

Lazer kaynak sistemleri, lazer noktasının küçük boyutundan dolayı minimum termal etki üreterek ve aynı zamanda tel-tel veya tel-levha modelinde çapı 20 mikrondan daha küçük olan ince telleri kaynaklayarak farklı metalleri kaynaklayabilir.

Edebiyat

1. Krylov K.I., Prokopenko V.T., Mitrofanov A.S. Makine mühendisliği ve enstrüman yapımında lazerlerin kullanımı. - L .: Makine mühendisliği. Leningrad. departman, 1978. - 336 s.

2. Rykalin N.N. Malzemelerin lazerle işlenmesi. - M., Mashinostroenie, 1975. - 296 s.

İnşaatta kullanılan beton karışımlarının bileşimi kırma taş ve çakıl gibi iri taneli malzemeleri içerir. Ayrıca beton yapılar güçlendirilmiştir. Bu nedenle delme işlemi sırasında aletin metal ve taş engelleri aşması gerekir. Betona açılan bir deliğin kalitesi doğrudan doğru alet seçimine ve delme yöntemine bağlıdır.

Betonda kuru delme, su veya başka bir soğutucu kullanılmadan bir delik oluşturma işlemidir. Bugüne kadar, beton yüzeyleri elmas kaplı aletlerle delmekten daha güvenilir, güvenli ve doğru bir yöntem hayal etmek zor. Bu tür sondajlar, bunları işlemek için belirli beceriler gerektiren özel kurulumlarla gerçekleştirilir. Bu nedenle, yardım için, bunu hızlı ve verimli bir şekilde nasıl yapacağını iyi bilen profesyonellere başvurmak daha iyidir.

Elmas alet, 15 ila 1000 mm çapında ve 5 m'ye kadar derinlikte delikler açmanızı sağlar

Sondajla çözülen görevlerin listesi çok geniştir.

Temel olarak, elmas delme, aşağıdakiler için tavanlarda ve duvarlarda delikler açarken kullanılır:

• ısıtma, gaz temini, güç kaynağı boruları;
• yangın güvenlik sistemleri;
• havalandırma sistemleri ve klimalar;
• çeşitli iletişimler (İnternet, telefon vb.);
• merdiven boşluklarına çit ve korkuluk montajı;
• kimyasal ankrajların montajı;
• yüzme havuzları için ekipman montajı.

Elmas delme teknolojisinin yardımıyla tavan ve duvarlardaki açıklıkları kesmek de mümkündür. bunun için beton kesmek için özel ekipman kullanmanın mümkün olmadığı durumlarda havalandırma kanalları, kapılar, pencereler ve diğer ihtiyaçlar için.

Bu yöntemin teknolojisi, gelecekteki açıklığın çevresi boyunca 130-200 mm çapında delikler açılması gerçeğinde yatmaktadır. Daha sonra açıklığın kenarları bir perforatör veya çimento-kum karışımı ile düzleştirilir. Bu yöntemin çok zaman gerektirmesine rağmen, sonuç pratik olarak kesmekten farklı değildir. Bu teknolojiye yatay elmas delme denir.

Darbesiz beton delme

Elmas delme teknolojisi, elmasın eşsiz özelliğine, eşsiz sertliğine dayanmaktadır. Delme aletinin kesici kenarı, "matris" adı verilen elmas içeren bir kaplama ile kaplanmıştır. Delme işlemi sırasında aletin elmas segmanları, kesim bölgesinde şoksuz lokal tahribat üretir. Betonun yok edilmesiyle eş zamanlı olarak matrisin kendisi aşınır, ancak çok katmanlı olduğu için yüzeyinde yeni elmas taneleri belirir ve çalışma kenarı uzun süre keskin kalır.

Elmas delmenin çok önemli bir avantajı vardır - beton yüzey üzerinde sert darbelerin ve dayanılmaz gürültünün tamamen olmaması. Bu tür olumlu nitelikler, çok katlı binaların dairelerinde onarım çalışmaları için elmas teknolojisini vazgeçilmez kılmaktadır. Elmas delme, duvar yüzeylerinde er ya da geç taşıma kapasitelerinin tamamen kaybolmasına, ısı ve ses yalıtımı seviyesinin düşmesine ve mukavemet özelliklerinin bozulmasına neden olan çatlakların oluşmasını önlemeyi mümkün kılar.

Monolitik yapıda, çeşitli ihtiyaçlar için tüm teknolojik delikleri önceden döşemek imkansız olduğundan, ısıtma, su temini ve diğer iletişim için boru döşerken açıklıklar oluşturmanın tek yolu bir elmas aletle delmek olur. Bu tür işler için bir kırıcının kullanılması, yalnızca ekonomik olarak kârsız olmakla kalmaz, aynı zamanda son derece güvensizdir, çünkü takviye kayışları üzerindeki dinamik yükler beton yüzeylerde çatlaklara neden olabilir.

Elmas aletler, her türlü takviye ile beton delme kabiliyeti avantajı nedeniyle popülerdir.

Elmas delme iki şekilde yapılabilir: aletin ısınmasını azaltan su kullanımı ve ayrıca “kuru”. Teknolojik olarak kuru delme çok daha basittir ve bu nedenle daha uygundur. "Kuru kesiciler" adı verilen özel kuronlar yardımıyla yapılır. Bu kuronların gövdesinde ısı dağılımını sağlayan ve deformasyon riskini azaltan geçiş delikleri bulunmaktadır.

Elmas parçalarının çalışma yüzeyine lehimle yapıştırıldığı "ıslak" matkap uçlarının aksine, kuru matkap uçları yalnızca lazer kaynağı kullanılarak yapılır.

Kuru delme için elmas segmentlerinin lazer kaynağı neden bu kadar önemlidir? Cevap çok basit: Soğutma sıvısı kullanılmadan delme bölgesindeki sıcaklık çok hızlı bir şekilde 600 dereceye yükselir.

Bu sıcaklık, sıradan lehimin erime noktasıdır, bu nedenle onunla lehimlenen segment uçar ve delikte kalır. Çalışmaya devam etmek için segment delinemeyeceği için delikten çıkarılmalıdır. Lazer kaynaklı segmentlere sahip bir alet, yeterince yüksek sıcaklıklara dayanabilir ve çalışma sırasında "yüklenmez".

Husqvarna, beton yüzeylerde kuru delik delme fikrini ilk ortaya atanlardan biriydi. Bu yöntem için elektrikli süpürgeye bağlanabilen özel bir adaptör geliştirdi.

Elektrikli süpürge, delme sırasında oluşan tozu dışarı çeker ve aynı zamanda ucu soğutur. Adaptör tepenin tabanına bağlı olduğundan, toz doğrudan delme alanında toplanır ve odanın her yerine yayılmaz.

Kuru delmenin avantajları

Kuru elmas delmenin ana avantajı, su soğutma kullanımının kabul edilemez olduğu durumlarda bu yöntemi kullanma olasılığıdır. Ayrıca, kuru delme makinesi nispeten küçük alanlarda kullanılabilir. Islak proses tesisi, genellikle aleti soğutmak için kullanılan oldukça büyük bir su tankı ile donatıldığından çok daha fazla yer kaplar.

Betonda delik delmek için kuru yöntem özellikle iş yapılırken geçerlidir:

• elektrik kablolarının yakınında;
• su temini olmayan tesislerde;
• ince bir bitişe sahip odalarda;
• alt odalara su basması riski ile.

Ne yazık ki, kuru yöntemin birçok dezavantajı vardır. Bunlardan en önemlisi, maksimum performans ve yük ile çalışamamaktır. Bunun nedeni, aletin kaynak yoğunluğunun azalmasına ve hızlı arızalanmasına yol açan elmas segmentlerinin hızlı ısınmasıdır. Kuru yöntemle delme işlemi, aleti hava girdaplı akışlarla soğutmak için periyodik olarak kesintiye uğrar.

Kuru delme, deliklerin çapı ve derinliği konusunda sınırlamalara sahiptir.

Bu nedenle, kullanımının işin organizasyonu için ek çabalar gerektirmesine, yani su temini ve drenajına dikkat edilmesi gerekmesine rağmen, ıslak delme tercih edilen yöntemdir. Bununla birlikte, yeterince büyük hacimli bir iş yapılırken, su temini ile ilgili ek çabalar, kuru yöntemin maliyetlerine kıyasla külfetli olmayacaktır. Başka bir deyişle, suyun temini ve tahliyesi ile ilgilenmek, çok fazla çaba ve zaman harcayarak sondaj yapmaktan çok daha kolaydır.

Kullanılan işleme aracı

Kuru delme için ek soğutmaya ihtiyaç duymayan elmas taçlar kullanılır. Hava akımları ve yüksek kaliteli yağlama ile soğutulurlar. Taç, içi boş bir metal silindire benziyor. Bu camın bir ucunda elmas kaplamalı bir kesme kenarı bulunur. Tepenin diğer veya arka tarafı kullanılan aparata montaj amaçlıdır ve fişlidir.

Delme sırasında taç, dairesel kesme hareketleri üretir. Bu hareketler yüksek hızda ve basınç altında meydana gelir, bu nedenle alet beton yüzeyin istenilen alanını çok hassas bir şekilde yok eder. Aletin delme hızı ve aşınması doğrudan basınç kuvvetine bağlıdır. Çok yüksek basınç, aletin hızlı bir şekilde tahrip olmasına neden olur ve çok düşük basınç, delme hızını önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle mekanik kuvvetin doğru hesaplanması çok önemlidir. Bu kuvveti hesaplarken elmas segmanların toplam alanı ve işlenen malzemenin türü dikkate alınmalıdır.

Çok sayıda elmas taç çeşidi vardır. Boyuta bağlı olarak, bunlar ayrılır:

• küçük boyutlu;
• orta;
• büyük;
• süper büyük

4-12 mm çapındaki kuronları küçük boyutlara dahil edin. Esas olarak elektrik kabloları için küçük delikler açmak için kullanılırlar. Orta nozulların çapı 35-82 mm'dir ve soketler, küçük borular vb. için delik delmek için kullanılır.

150-400 mm çapında büyük boyutlu kronlar, örneğin yüksek voltajlı elektrik kablolarına veya kanalizasyona girmek için katı betonarme yapılarda delik açmak için kullanılır. Oldukça güçlü altyapı tesislerinin geliştirilmesinde 400-1400 mm çapındaki nozullar kullanılmaktadır. Aslında kuronlar için 1400 mm bile sınır değildir.

İstek üzerine daha büyük bir meme yapabilirsiniz. Önemli bir parametre de delme aletinin uzunluğudur. En kısa memelerin uzunluğu 15 cm'yi geçmez. Orta sınıfın taçlarının uzunluğu 400-500 cm'dir.

Kesme yüzeyinin şekline bağlı olarak, beton için aşağıdaki tiplerde karot matkapları mevcuttur:

• yüzük. Vücuda bağlı bir halka şeklinde katı bir elmas matris görünümüne sahiptirler. Tipik olarak, bu tür matkapların çapı küçüktür, ancak istisnalar vardır;
• pürüzlü karot matkapların en yaygın türüdür. ;
• kombine. Bu kronlar esas olarak özel beton işleri için kullanılır.

Tırtıklı kronların kesici kısmı, 3 ila 32 arasında olabilen, ayrı ayrı elmas elemanlardan oluşur.

Segmentlerin yapıldığı ve elmasların sabitlendiği malzemeye bağlayıcı ve profesyonellerin dilinde - matris denir. Elmas segmentine şekil ve güç verir. Pratik kullanım sırasında matris, "çalışan" elmaslar köreldikten sonra kırılacak ve yeni ve keskin elmaslar kesme yüzeyinde "değiştirici" görevi görecek şekilde aşınmalıdır.

Kesme segmentleri matrisindeki elmasların konumuna bağlı olarak, kuronlar aşağıdakilere ayrılır:

• tek katman. Bu durumda matris, yalnızca bir elmas kesici yüzey katmanına sahiptir. Yoğunlukları 60 adet/karattan fazla değildir. Tek katmanlı elmas uçlar en kısa ömürlü olarak kabul edilir. Esas olarak donatısız beton delmek için kullanılırlar;
• çok katmanlı. Bu tür matrislerdeki mikro kesicilerin yoğunluğu 120 adet/karata kadar çıkabilmektedir. Çok katmanlı kronlar ayrıca kendiliğinden bilenen olarak da adlandırılır. Elmasların yüzey tabakası aşındığında bir sonraki tabaka ortaya çıkar;
• emprenye edilmiş. Bu tür taçlar ayrıca birkaç kat elmas tanecikli bir matrise sahiptir, ancak yoğunlukları yaklaşık 40-60 parça/karattır.

Elmas alet türlerinin çeşitliliğine rağmen, tasarımının yapısı aynıdır. Kural olarak, destekleyici bir metal gövdeden ve malzeme ile doğrudan etkileşime giren ve aletin temelini oluşturan elmas içeren bir katmandan oluşur. Bu katman, elmas ve metal tozunun bir kombinasyonudur.

Bağın bileşimi ne kadar kesin seçilirse, elmas alet bir bütün olarak o kadar verimli ve daha iyi çalışacaktır. Bağlayıcı yapmak için standart bir tarif yoktur.

Her büyük üretici, her araç için kendi elmas katman formülünü geliştirir ve böylece benzersizliğini sağlar.

En popüler sarf malzemeleri artık aşağıdaki üreticiler tarafından kullanılmaktadır:

• Bosch. Bu marka altında üretilen ürünler, güvenilir ve uzun ömürlü oldukları için yüksek kaliteli inşaat işleri sağlar;
• Husqvarna. Bu üretici, elmas aletlerin üretiminde yenilikçi teknolojileri kullanmasıyla ünlüdür;
• çedime beton için kesici takımların önde gelen üreticilerinden biridir;
• Rothenberger. Bu şirket, elmas delme ekipmanı ve buna yönelik aksesuarların üretimi ile uğraşmaktadır;
• Hiltiçok yüksek kalitede ekipman üretiminde uzmanlaşmış ve üretim sürecini sürekli iyileştirmektedir;
• Bis yerli bir firmadır. Başlangıçta yabancı ekipman satışı ile uğraştı, ancak 2007'den beri kendi enstrümanlarını üretmeye başladı.

Husqvarna, endüstriyel beton için elmas delmede öncüdür

Tepenin dönüşü, delme ekipmanının gücünden kaynaklanmaktadır. Taç, hem geleneksel bir matkap üzerine hem de özel bir kurulum üzerine kurulabilir. Ünite aleti yüksek hızda döndürür, ancak şok etkisi olmaz. Meme basitçe döner ve kademeli olarak beton yüzeye bastırır. Böylece betonun kalınlığını milimetre milim ısırır.

Taç içi oyuk olduğundan, betonu sadece duvarları keser. Bu, iş akışını önemli ölçüde hızlandırır ve basitleştirir. Taç, birkaç dakika içinde duvarın yüzeyine gerekli konuma derinleşecek ve daha sonra, kesilen beton parçasıyla birlikte çekilmesi gerekecektir.

Teknik sürecin ana aşamaları

Beton yapıları delmek için algoritma aşağıdaki gibidir:

• taç seçimi;
• delme ünitesinin montajı;
• çalışma sahasının hazırlanması;
• delme merkezinin tam bir göstergesi ile çalışma yüzeyinin işaretlenmesi;
• ünitenin çalışma yüzeyine montajı;
• bir sondaj tepesinin montajı;
• sondaj;
• sondajın tamamlanması;
• işin kalitesini kontrol etmek.

Kurulum çok dikkatli bir şekilde monte edilmelidir. Delme aletinin sabitlenmesine özellikle dikkat edilmesi tavsiye edilir.. Delme sırasında etrafta gereksiz hiçbir şeyin olmaması çok önemlidir, bu nedenle çalışma alanı moloz ve diğer gereksiz maddelerden arındırılmalıdır. Çalışma yüzeyinin işaretlenmesi, kesişen iki dikey çizginin çizilmesiyle başlar. Daha sonra merkezlerinden gerekli çapta bir daire oluşturulur. Bu daire tacın yeri olacaktır.

Sondaj sırasında bazı nüansları da hesaba katmak gerekir. Başlangıç ​​\u200b\u200bolarak, taç tam olarak çizilen daireye yerleştirilerek çok dikkatli bir şekilde ayarlanmalıdır. İlk önce 4-8 sn deneme sondajı yapılır. Bu şekilde, tacın kurulumunu ve sermaye delme uygulamasını basitleştiren küçük bir kanal oluşturulur.

Çalışma sürecinin sonunda taç çıkarılır ve aşınma derecesi kontrol edilir. Kesilen deliğin orta kısmı taç ile birlikte çıkarılır., ancak bazen bir levye veya zımba ile hafifçe kaldırmak gerekir. Aşınmış bir memenin özel bir atölyede tamir edilebilmesi de ilginçtir. Yapılan işin kalitesi doğrudan kullanılan ekipmanın kalitesine bağlıdır. Hilti, Husqvarna, Cedima, Tyrolit gibi üreticilerin sondaj kuleleri en iyiler arasında sayılıyor.

Bir elmas aletin kaynağı büyük ölçüde deliğin delindiği malzemenin tipine, elmas segman tipine ve sondaj teçhizatının doğru kullanımına bağlıdır. Kural olarak, büyük çaplı uçlar ayrıca çok sayıda elmas segmenti ile ilişkilendirilen daha uzun bir çalışma ömrüne sahiptir. Kesme segmentlerinin iyi doygunluğuna sahip 200 mm çapındaki elmas kronların ortalama kaynağı, betonarme delinirken yaklaşık 18-20 koşu metredir.

Makinenin ve aletin rijit olmayan bir şekilde sabitlenmesi, aletin kesici segmanlarının kırılmasına neden olur

Aynı zamanda, elmas segmentlerinin ana tüketimi, takviyenin üstesinden gelinmesine düşüyor. Aşırı veya eşit olmayan uç beslemesi veya gevşek destek nedeniyle ucun bitmesi gibi faktörler ucu büyük ölçüde kısaltabilir ve hatta tahrip edebilir.

Beton lazer delme

Lazerle endüstriyel delik delme, icadından kısa bir süre sonra başladı. Elmas tanelerinde küçük delikler açmak için lazer kullanımı 1966 gibi erken bir tarihte rapor edildi. Lazerle delmenin avantajı, en açık şekilde 10 mm derinliğe kadar ve milimetrenin onda biri ile yüzde biri arasında bir çapa sahip delikler oluştururken kendini gösterir. Bu boyut aralığında ve kırılgan ve sert malzemeleri delerken lazer teknolojisinin avantajı yadsınamaz.

Herhangi bir malzemede lazerle delik açabilirsiniz. Bu amaçla, kural olarak, darbe enerjisi 0,1–30 J olan darbeli lazerler kullanılır. Farklı kesit şekillerine sahip kör ve açık delikler lazerle delinebilir. Delik imalatının kalitesi ve doğruluğu, radyasyon darbesinin ön ve arka kenarlarının dikliği gibi zamansal parametrelerinden ve ayrıca radyasyon modeli içindeki açısal dağılım ve düzlemdeki radyasyon yoğunluğu dağılımı nedeniyle uzamsal özelliklerinden etkilenir. lazer açıklığı.

Şu anda, örneğin üçgen ve belirtilen kalite özelliklerine tam olarak karşılık gelen çeşitli şekillerde delikler oluşturmanıza izin veren yukarıdaki parametreleri oluşturmak için özel yöntemler vardır. Boylamasına kesitlerindeki deliklerin uzamsal şekli, merceğin odak düzleminin hedef yüzeye göre konumundan ve ayrıca odaklama sisteminin parametrelerinden önemli ölçüde etkilenir. Bu sayede silindirik, konik ve hatta namlu şeklinde delikler oluşturulabilir.

Son yirmi yılda, lazer radyasyonunun gücünde keskin bir sıçrama oldu. Bunun nedeni, yeni bir mimariye sahip kompakt lazerlerin (fiber ve diyot lazerler) ortaya çıkması ve daha da geliştirilmesidir. 1 kW'tan daha fazla güce sahip yayıcıların göreli ucuzluğu, çeşitli alanlarda araştırma yapan uzmanlar için ticari olarak bulunabilirliklerini sağlamıştır. Bu çalışmalar sonucunda beton ve doğal taş gibi sert malzemeleri kesmek ve delmek için yüksek güçlü lazer radyasyonu kullanılmıştır.

Gürültü ve titreşim içermeyen lazer teknolojisi, sismik alanlarda en etkili şekilde, önceden var olan beton binalarda delikler açılırken uygulanır. Acil durum evlerini çelik şapla güçlendirmek için ve ayrıca mimari anıtların restorasyonunda kullanılırlar. Nükleer endüstride, yüksek güçlü lazer radyasyonu, hâlihazırda hizmet dışı bırakılmış olan beton nükleer yapıları dekontamine etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu durumda, beton yapıların işlenmesi sırasında düşük toz emisyonu kullanıcıların ilgisini çekmektedir. Sürecin uzaktan kontrolü, yani ekipmanın nesneden uzak konumu da önemli bir rol oynar.

Beton duvarlarda ve diğer yüzeylerde delik açmak için bir lazer matkap kullanılır.. Bir elektrik motoru, bir dişli kutusu, bir mil mili, bir lazer cihazı, bir delme aletinden oluşur. İkincisi, doğrudan dişli kutusu mahfazasına bağlı olan bir vida biçimine sahiptir. Bu vidanın bir ucuna yüksek sıcaklık tacı sabitlenir ve diğer ucu mil miline bağlanır. Lazer cihazı, dişli kutusu mahfazasının üst kısmında bulunur.

Lazer ışını, sert beton duvarlarda ve granit bloklarda delme hızını önemli ölçüde artırır

Güvenlik önlemleri

Beton yapılarda delik açarken kişisel koruyucu ekipman kullanılmalıdır. Bunlara gözlükler, kanvas eldivenler, bir solunum cihazı dahildir. Operatör, yoğun kumaştan yapılmış iş elbisesi ve lastik ayakkabı giymelidir. Çalışma sırasında, herhangi bir giysinin sondaj ekipmanının hareketli parçalarına düşmemesine dikkat edilmelidir.

İstatistiklere göre, bir elektrikli el aletinin arızalanması veya yanlış kullanımı nedeniyle en fazla sayıda yaralanma şantiyelerde çalışanlar tarafından alınmaktadır. Bu nedenle, elektrikli alet iyi çalışır durumda olmalıdır. Ek olarak, her kullanımdan önce güç kablosunun hasar görüp görmediğini kontrol etmek gerekir. Çalışma sırasında kablo herhangi bir şekilde hasar görmeyecek şekilde konumlandırılmalıdır.

Zeminde dururken beton delmek en güvenlisidir, ancak ne yazık ki bu her zaman böyle değildir. Böylece, sadece insan büyümesi seviyesinde bir delik açmak mümkündür. Delik daha yüksekse ek bir taban kullanılmalıdır. Bu durumda ana kural, vakfın güvenilirliğidir. İşçiye çalışma sırasında sabit, düz bir pozisyon sağlamalıdır. Yüksekte çalışırken ek bir güvenlik önlemi yanlışlıkla düşürüldüğünde yaralanabilecek nesnelerin çalışma alanından çıkarılması.

Beton duvarlarda delik açarken, çeşitli iletişimlere zarar verme olasılığı yüksektir. Bu, elektrik kabloları, merkezi ısıtma boruları vb. olabilir. Canlı elektrik kabloları, gömülü bir kablo detektörü kullanılarak kolayca tespit edilebilir.

Lazerle delik açarken yanmamak için vücudun çeşitli bölgelerini hareket alanına sokmaktan kaçının. Gözlerin korneasına zarar vermemek için lazer ışınının kendisine veya yansımasına bakmayın. Aynı nedenle sadece özel koruyucu gözlüklerle çalışmak gerekir. Lazer ekipmanıyla çalışırken, herhangi bir elektrikli alet kullanırken olduğu gibi aynı güvenlik kurallarına uymalısınız.

iş maliyeti

Beton delme hizmetlerinin fiyatının oluşumu aşağıdaki gibi faktörlerden etkilenir:

• gerekli delik çapı. Çapın artmasıyla delme maliyeti de artar;
• yüzey malzemesi hangi delmek için. Betonarme yapılarda delme, tuğla duvarlara göre daha pahalıdır;
• sondaj derinliği. Doğal olarak, gelecekteki deliğin uzunluğu ne kadar büyük olursa, sondajın kendisi o kadar pahalıya mal olur.

Ek faktörler de sondaj işinin maliyetini etkileyebilir. Örneğin, yüksekte delme, ek ekipman kullanımını gerektirir. Açılı delme, özel bir alet kullanılmadan yapılamaz.

Açık havada ve olumsuz hava koşullarında yapılırsa işlerin maliyeti de artabilir.

Elmas aletle delik delmenin tahmini maliyeti:

Delik çapı, mm	1 cm delme maliyeti, ovma
	Tuğla	Somut	Betonarme
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

sonuçlar

Elmas teknolojisi, günümüzün en sert yapı malzemelerinde delik delmek için açık ara en güvenli, en hızlı ve en uygun maliyetli seçenektir. Karot matkaplarını kullanarak, verilen çapa tam olarak karşılık gelen delikler oluşturmak mümkündür. Deliklerin şekli de idealdir ve herhangi bir ek işlem gerektirmez, bu da zamandan ve en önemlisi müşterinin parasından önemli ölçüde tasarruf sağlar.

Elmas delmenin gürültü ve titreşim olmaması gibi avantajları, yalnızca büyük şantiyelerde değil, aynı zamanda hem onarımda hem de bitmiş (bitirme) durumda olan konutlarda da çalışmayı mümkün kılar. Elmas aletler ve profesyonel ekipman sayesinde duvar ve zemin kaplamaları, temiz bir odada çalışırken orijinal görünümünü tamamen korur.

Elmas taç ile betonun kuru delinmesinin pratik nüansları videoda sunulmaktadır:

Siparişler yerine getiriliyor lazer kesimçok çeşitli malzemeler, konfigürasyonlar ve boyutlar.

Odaklanmış lazer radyasyonu, termofiziksel özelliklerinden bağımsız olarak hemen hemen tüm metalleri ve alaşımları kesmeyi mümkün kılar. Lazer kesim ile işlenen malzeme üzerinde herhangi bir mekanik etki olmaz ve hafif deformasyonlar meydana gelir. Sonuç olarak, kolayca deforme olabilen ve rijit olmayan parçalar da dahil olmak üzere yüksek hassasiyetle lazer kesim yapmak mümkündür. Lazer radyasyonunun yüksek gücü nedeniyle, kesme işleminin yüksek verimliliği sağlanır. Bu durumda, o kadar yüksek bir kesim kalitesi elde edilir ki, elde edilen deliklerde dişler kesilebilir.

Üretim endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ana avantaj lazer kesim- herhangi bir geometrik karmaşıklığa sahip bir tür parçadan başka bir türe neredeyse hiç zaman kaybetmeden geçiş yapmanızı sağlar. Geleneksel kesme ve işleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, hız birkaç kat farklılık gösterir. Üretilen parça üzerinde ısıl ve kuvvet etkilerinin olmaması nedeniyle imalat sürecinde deformasyonlara uğramaz. Üretilen ürünlerin kalitesi, kesilen kenarların yer değiştirmeden alın kaynağına ve birleştirilecek kenarların ön işleme tabi tutulmasına imkan verir.

Katı hal lazerleri metalik olmayan malzemeler gaz malzemelerden çok daha kötü keser, ancak metalleri keserken bir avantajları vardır - çünkü 1 μm'lik bir dalga 10 μm'lik bir dalgadan daha kötü yansıtılır. 10 mikronluk bir dalga boyu için bakır ve alüminyum, neredeyse mükemmel bir yansıtıcı ortamdır. Ancak öte yandan, bir CO2 lazeri yapmak katı halden daha kolay ve daha ucuzdur.

Kesinlik lazer kesim+0,05 mm tekrarlanabilirlik ile 0,1 mm'ye ulaşır ve yalnızca parametreleri değişmeden kalan lazer ışınının hızının sabitliğine bağlı olduğundan kesim kalitesi sürekli olarak yüksektir.

Kesimin kısa açıklaması:ölçek genellikle yoktur, hafif koniklik (kalınlığa bağlı olarak), ortaya çıkan delikler yuvarlak ve temizdir, çok küçük parçalar elde etmek mümkündür, kesme genişliği 0,2-0,375 mm'dir, yanıklar görünmez, termal etki çok küçüktür , metalik olmayan malzemeleri kesmek mümkündür.

delik dikişi

için önemli bir faktör lazer kesim dır-dir orijinal deliğin üretici yazılımı başlatmak için. Bazı lazer sistemleri, 2 mm kalınlığındaki soğuk haddelenmiş çelikte uçarak delme denilen işlemi kullanarak saniyede 4 adede kadar delik elde etme kabiliyetine sahiptir. Lazer kesim sırasında daha kalın (19,1 mm'ye kadar) sıcak haddelenmiş çelik saclarda bir delik elde etmek, yaklaşık 2 saniyede güçlü delme kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yöntemlerin her ikisinin de kullanılması, lazer kesim verimliliğini CNC zımbalama preslerinde ulaşılabilecek düzeye çıkarmanıza olanak tanır.

delik delme

Bu yöntem kullanılarak 3 mm'ye kadar malzeme kalınlığı ile 0,2-1,2 mm çapında delikler elde etmek mümkündür. Delik yüksekliğinin delik çapına oranı 16:1 olan lazer zımbalama, hemen hemen tüm diğer yöntemlerden daha ekonomiktir. Bu teknolojinin uygulama nesneleri şunlardır: elekler, iğne kulaklar, memeler, filtreler, mücevherler (kolyeler, tespihler, taşlar). Endüstride lazerler, vardiya başına 700.000 deliğe varan verimlilikle saat taşlarında ve çekme kalıplarında delik delmek için kullanılır.

karalama

Çoğunlukla kullanılan, kazıma adı verilen kesintisiz kesme modudur. Endüstride, özellikle mikroelektronikte, silikon pulları belirli bir kontur boyunca ayrı elemanlara (parçalara) ayırmak için yaygın olarak kullanılır. Bu süreçte, gelen radyasyonun elektrik alan vektörünün izdüşümünün ve tarama yönünün karşılıklı olarak yönlendirilmesi de sürecin yüksek verimini ve kalitesini sağlamak için esastır.

karalama endüstride (mikroelektronik, saat endüstrisi, vb.) ince polikor ve safir plakalarını ayırmak için yaygın olarak kullanılır, daha az sıklıkla silikon rondelaları ayırmak için kullanılır. Bu durumda, daha fazla mekanik ayırma için, ayrılacak levhanın toplam kalınlığının yaklaşık üçte biri kadar bir derinliğe kadar kazıma yapılması yeterlidir.

Mikro işleme süreçleri

Son yıllardaki yüksek otomasyon derecesi, yeni bir aşamada aşağıdaki gibi süreçlerin pratikte kullanılmasını mümkün kılmıştır: direnç değeri ayarı ve piezoelektrik elemanlar, yarı iletkenlerin yüzeyine implante edilmiş kaplamaların tavlanması, ince filmlerin biriktirilmesi, bölge temizliği ve kristal büyümesi. Bugüne kadar pek çok sürecin olasılıkları henüz tam olarak açıklanmış değil.