レーザー加工：定義、構造、動作原理、利点、アプリケーション

この記事では、レーザー加工とは何かを学習します。 ？定義、部品または構造、動作原理、長所、短所、およびアプリケーションなどのサブトピックの詳細。

レーザー：光増幅誘導放出の略です。 。

さまざまな種類のレーザーは、固体、ガス、および半導体です。 。機械加工や溶接に必要な高出力レーザーでは、固体レーザーが使用されます。

深く勉強します。最初に定義から始めましょう

レーザー加工機の定義：

レーザー加工は、レーザー加工プロセスによってワークピースに穴を開ける、従来とは異なる加工プロセスです。ワークピースから材料を取り除くために、プロセスは熱エネルギーを使用しました。

現在、建設または主要部品に移行しているので、

レーザー加工部品または構造：

レーザー加工は次の主要部品で構成されています：

• 電源
• コンデンサ
• フラッシュランプ
• 反射鏡
• レーザー光ビーム
• ルビークリスタル
• レンズ
• ワークピース

電源：

電流または電力がシステムに供給されます。レーザー加工では高電圧電源システムが使用されます。材料を機械加工するレーザーで反応が始まった後、システムに初期電力を供給します。パルスを簡単に開始できるように高電圧電源があります

コンデンサ：

サイクルの大部分の間、コンデンサバンクはフラッシングプロセス中にエネルギーを充電および放出します。コンデンサは、充電と放電のパルスモードに使用されます。

フラッシュランプ：

コヒーレントな高輝度ビームである非常に強力な白色光を生成するために使用されるのは、電気アークランプです。イオン化して大きなエネルギーを形成するガスで満たされ、ワー​​クピースの材料を溶かして気化します。

反射鏡：

反射鏡は、内部と外部の2つの主要なタイプです。レーザービームの維持と増幅を生成するために使用される共振器とも呼ばれる内部ミラー。レーザービームをワークピースに向けるために使用されます。

レー​​ザー光ビーム：

これは、活物質の衝撃によって生成された光のコヒーレンスに基づく光増幅のプロセスを通じてレーザーによって生成された放射線のビームです。

ルビークリスタル：

ルビーレーザーは、色が濃い赤色の一連のコヒーレントパルスを生成します。それは反転分布の概念によって達成されます。これは3レベルの固体レーザーです。

レンズ：

レンズは、レーザービームをワークピースに集束させるために使用されます。最初にレーザー光が拡大レンズに入り、次にコリメートレンズに入り、光線を平行にし、拡大レンズがレーザービームを目的のサイズに拡大します。

ワークピース：

ワークピースは、金属製または非金属製にすることができます。この機械加工プロセスでは、あらゆる材料を機械加工できます。

レーザー加工機の動作原理：

レーザー加工は、レーザーと電気エネルギーの光エネルギーおよび熱エネルギーへの変換またはプロセスに基づいています。

原子モデルの負に帯電した電子は、軌道経路の正に帯電した原子核の周りを回転します。これは、電子の数、電子の構造、隣接する原子、および電磁場に依存します。

電子のすべての軌道は、異なるエネルギーレベルに関連付けられています。原子はこの時点で絶対零度で基底レベルにあると見なされ、すべての電子が最低の位置エネルギーを占有します。

基底状態の電子は、高温での電子振動の増加のようにエネルギーを吸収することにより、より高いエネルギー状態に移動します。

放電につながる両端に高電圧が印加され、ガスプラズマが形成されます。エネルギー変換により、反転分布とレイジングアクションが発生します。

レーザーには100％リフレクターが1つあり、もう1つは部分リフレクターです。 100％リフレクターはガス管内に光子を向け、部分リフレクターは材料の処理に使用されるレーザービームの一部のみを許可します。

生成されたレーザービームは、加工する必要のあるワークピースに焦点を合わせます。レーザーがワークピースに当たると、熱エネルギーがワークピースに衝突します。

これは加熱してから溶けて気化し、最後に材料がワークピースから除去されます。したがって、レーザー加工は、コヒーレントな光線を使用してワークピースを非常に正確に加工する熱材料除去プロセスです。

レーザー加工プロセスでは、MRR（材料除去率）は、それに衝突するエネルギーの量を決定するため、使用される波長に依存します。

レーザー加工加工の作業ビデオ：

レーザー加工アプリケーション：

レーザー加工の用途または用途は次のとおりです。

• レーザー加工は、非常に小さな穴を開けるために使用され、非導電性および耐火性の材料を溶接します。
• 導電率が低く、セラミック、布、木材などの脆い材料に最適です。
• レーザー加工は、手術、マイクロドリル操作でも使用されます。
• 医学における分光科学と写真撮影。
• 大量のマクロ加工生産にも使用されます。
• 薄い材料と硬い材料の両方の複雑なプロファイルを切断します。
• 小さな穴を開けるために使用されます。例：ベビーフィーダーの乳首。

レーザー加工の利点：

レーザー加工の次の利点は次のとおりです。

• レーザー加工では、非金属を含むあらゆる材料を加工することもできます。
• 精度の高い非常に小さな穴を加工できます。
• 工具の摩耗率は非常に低いです。
• ワークに機械的な力はありません。
• プラスチック、ゴムなどの柔らかい素材は簡単に加工できます。
• 非常に柔軟で簡単に自動化できるマシンです。
• 熱影響部は非常に小さいです。
• レーザー加工は非常に優れた表面仕上げを提供します。
• 熱処理された磁性材料は、その特性を失うことなく溶接できます。
• ワークピース上で正確な位置を確保できます。

レーザー加工機のデメリット：

レーザー加工のデメリットは次のとおりです。

• レーザー加工を使用して止まり穴を作成したり、深すぎる穴を開けたりすることはできません。
• 機械加工された穴は丸く真っ直ぐではありません。
• 資本と維持費は高いです。
• 安全上の問題があります。
• レーザー加工の全体的な効率は低いです。
• 薄いシートに限定されます。
• 金属除去率も低いです。
• フラッシュランプの寿命が短い。
• プロセス中に除去される金属の量には限りがあります。