Перспективы развития лазерного dril

  13 Apr , 2022         Chris         8563

   На бурение приходится около 5% всего рынка лазерной обработки материалов.Повышение производительности привело к разработке ряда стратегий бурения, связанных с лазерными установками (горячее и аблятивное бурение), обработкой луча, спектрофотометрией и обработкой деталей, что в целом способствовало повышению эффективности и производительности процессов.

   Области применения, требующие перфорации, включают охлаждающие отверстия в реактивных двигателях или газовых турбинах, смазочные отверстия в компонентах силового агрегата, отверстия для впрыска топлива, отверстия для подшипников воздуха и сопла душ и т.п. имеются также отверстия в страйнерах, экранах и сепараторах силового агрегата, объектах для пищевых продуктов и химикатов и вентиляционных отверстиях в отливках.

   Слепые отверстия используются в хирургических иглах и на стадии предварительного разреза используются для сегментации хрупких материалов, что в настоящее время является стандартным при изготовлении соединительных стержней, подшипников и керамики, а также сапфировых субстратов.Другие виды применения включают в себя нефтеносные резервуары или медицинские имплантаты для поверхностной смазки, а также формирующиеся рынки для контактной обработки кристаллических солнечных элементов или полупроводников.В настоящем документе диаметр сквозного отверстия составляет от 0,01 до 1,5 мм, а отношение глубины к диаметру между глубиной и диаметром-от 1 до 30 мм.В зависимости от применения отверстия имеют различные геометрические формы, от цилиндров до конусов, канавок или конкретных форм.

   Основная задача, стоящая перед нами сегодня, заключается в Том, чтобы сочетать высокую производительность с растущим спросом на более высокие геометрические допуски при одновременном снижении побочных эффектов при переработке.На каждой детали пробурено всего несколько скважин, и время бурения очень мало, что довольно сложно с точки зрения системной инженерии.С другой стороны, необходимо принять эффективную стратегию бурения при трудоемкой обработке скважин с высоким соотношением глубины и диаметра, так как в каждой детали пробурены сотни скважин.

   Промышленное лазерное бурение может быть разделено на монопульс или пунш, пунш или спиральный пунш.В этих приложениях используются импульсные твердотельные лазеры или модулированные/импульсные лазеры волокна с интервалами импульсов, как правило, между микросекундами (тепловые импульсы) и пикосекондами (нетепловые импульсы).Как правило, отверстия с более низкими требованиями к качеству и более высоким соотношением глубины и диаметра, как правило, обрабатываются с использованием тепловых импульсов.Лазер с лампочкой может обеспечить такие импульсы с типичной частотой повторения импульса ниже 5кгц.Высококачественные отверстия могут обрабатываться лазером с коротким импульсом с частотой повторения более 100 КГЦ.       

   Высокоскоростное, послойное перфорация "цикла" становится все более популярным с помощью высокоярких полупроводников диодов, перекачивающих твердотельные лазеры или волоконные лазеры в режиме cw с использованием передовых технологий управления лучом, таких как быстроточные вращающиеся оптические элементы или осцилляторы для обработки тонких материалов толщиной менее 1 мм.

   Для всех процессов горячего штампования производительность должна ставить под угрозу качество, особенно в случае возможных побочных эффектов теплового воздействия (таких как регенерация и микрорастрескивание).
 

Удар монопулзом

   Отверстия диаметром от 0,015 до 1,2мм могут обрабатываться с помощью насосного импульсного промышленного и твердого лазера YAG со значением м2 от 3 до 60.На рис. 2 показана качественная диаграмма диапазона, определяемая производительностью в зависимости от соотношения диаметра глубины и диафрагмы.Если отношение диаметра глубины составляет 10, то оно обозначено на рисунке.Предел производительности высокочастотного лазера определяется существующей частотой повторения импульсов.На рис. 2 показан фильтр транспортного средства толщиной 0,5 мм из нержавеющей стали диаметром до 1200 отверстий 0,05 мм.Отверстия обрабатываются за 2 секунды.Эта производительность достигается за счет быстро вращающегося вала и других вспомогательных средств (таких, как кронштейны) для достижения повторяющейся геометрической точности обработки отверстий и предотвращения загибов.Иллюстрация (b)-это кофе-машина из нержавеющей стали диаметром 0,25 мм (отношение глубины к диаметру 2,5), пробуренная со скоростью 30 отверстий в секунду.Поршневое кольцо с отверстиями диаметром 0,7 мм обрабатывается при 30 отверстиях в секунду с использованием лазера мощностью 500 ватт (импульсная пиковая мощность 30 КВТ).Типичные допуски варьируются от 5% до 10%.