Введение. Инженерные основы лазерных технологических установок

Инженерные основы лазерных технологических установок.

К настоящему времени высоковольтные технологические лазеры получили или получают применение в следующих технологических процессах.

1. Сварка

2. Сверление отверстий в металлических и неметаллических материалах. Размерная обработка этих материалов.

3. Резка металлических и неметаллических материалов.

4. Поверхностная термическая обработка, легирование и направка.

5. Обработка тонких пленок (при изготовлении изделий микроэлектроники).

6. Обработка строительных деталей и разрушение горных пород.

7. Осуществление термоядерного синтеза.

8. Управление электрическим пробоем в воздухе (лазерная молниезащита).

9. Военное применение.

10. Лазерная селективная технология (лазерная химия, биология, разделение изотопов).

11. Передача информации.

12. Применение в медицине.

Область применения технологических лазеров расширяется и этот список будет так же расширятся.

Лазерные технологические установки имеют следующие достоинства:

1. Нагрев, производимый лазером в некотором процессе, как правило, меньше, чем при соответствующей обычной технологии. Это приводит к уменьшению деформаций и дает возможность более точного управления технологическим процессом, обеспечивает высокий КПД использования энергии излучения.

2. Возможность работы на недоступных участках. Практически любой участок, который можно увидеть глазом, может быть обработан лазерным лучом. Возможности обработки любых материалов.

3. Высокая скорость движения обрабатываемого участка и следовательно высокая производительность. Например, скорость сварки может достигать 10м/мин, что на порядок выше скорости на лучших установках дуговой сварки.

4. Облегчение автоматизации процесса. Пример – перемещение лазерного луча по произвольному контуру. ЛТУ работает как правило в автоматическом режиме.

5. Возможность создания новых химико-металлургических процессов. Например, благодаря высокой скорости отжига можно реализовать новые шины поверхностного легирования.

6. Отсутствие износа лазерного излучения.

Имеются так же недостатки:

1. Высокая стоимость лазерной установки, и ее эксплуатации.

2. Трудности, связанные с надежностью и воспроизводимостью лазерного пучка.

3. Принятие специальных мер безопасности.

Структурная схема лазерной технологической установки (автоматизированного технологического комплекса).

Лазерная технологическая установка в общем случае имеет следующую структурную схему.

Рис.

1) Лазер

2) Излучение лазера

3) Оптическая система

4) Обрабатываемый материал

5) Устройство для закрепления и перемещения обрабатываемого объекта (лазерный технологический пост).

6) Система подачи технологической среды

7) Источник вспомогательной энергии

8) Программное микропроцессорное устройство управления

9) Датчик параметров излучения

10) Датчик параметров технологического процесса

11) Робот манипулятор.

Дата добавления: 2014-11-29