เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภทที่แตกต่างกันได้หรือไม่?

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งได้เป็นสี่ประเภทที่แตกต่างกัน: การตัดด้วยเลเซอร์กลายเป็นไอ, การตัดด้วยเลเซอร์ละลาย, การตัดด้วยเลเซอร์ออกซิเจน, การเขียนด้วยเลเซอร์ และการควบคุมการแตกหัก PVD ย่อมาจากกระบวนการสะสมทางกายภาพและไอ การเคลือบ PVD ถูกสร้างขึ้นภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำ

1. ในกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์กลายเป็นไอ ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงจะถูกใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นงาน ซึ่งทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและถึงจุดเดือดของวัสดุในเวลาอันสั้น ทำให้วัสดุเริ่มต้นขึ้น ระเหยกลายเป็นไอ เมื่อความดันไอเกินแรงอัดสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ จะเกิดการแตกร้าวและการแตกร้าว ไอน้ำจะถูกพ่นออกมาด้วยความเร็วสูงมากและตัดเข้าไปในวัสดุในระหว่างกระบวนการดีดออก เมื่อไอน้ำผสมกับอากาศ จะทำให้เกิดแรงดันและความร้อนมหาศาล เนื่องจากความร้อนของการกลายเป็นไอของวัสดุมักจะสูง กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์การทำให้กลายเป็นไอจึงต้องใช้พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานมาก เนื่องจากเลเซอร์สร้างความร้อนสูง จึงสามารถตัดโลหะได้อย่างรวดเร็วโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ทำให้กลายเป็นไอส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตัดวัสดุโลหะและอโลหะที่บางมาก เช่น กระดาษ ผ้า ไม้ พลาสติก และยาง เทคโนโลยีการระเหยด้วยเลเซอร์จะรวมพลังงานไว้ในพื้นที่เล็กๆ และทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว จึงสามารถประมวลผลพื้นผิวชิ้นงานบางส่วนหรือทั้งหมดได้

2. ใช้เลเซอร์ในการหลอมและตัด เนื่องจากเลเซอร์สร้างผลกระทบทางความร้อนที่รุนแรงในสระหลอมเหลว วัสดุที่หลอมละลายจึงสามารถเปลี่ยนจากของแข็งเป็นก๊าซได้อย่างรวดเร็ว ในระหว่างกระบวนการหลอมและตัดด้วยเลเซอร์ วัสดุโลหะจะถูกให้ความร้อนด้วยเลเซอร์จนมีสถานะหลอมเหลว จากนั้นก๊าซที่ไม่ออกซิไดซ์ เช่น อาร์กอน ฮีเลียม และไนโตรเจนจะถูกปล่อยออกมา ภายใต้การฉายรังสีของลำแสงเลเซอร์ ชั้นการแพร่กระจายของอะตอมจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของโลหะหลอมเหลว ส่งผลให้อุณหภูมิของมันสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและหยุดเพิ่มขึ้นหลังจากไปถึงความสูงระดับหนึ่ง ด้วยการใช้หัวฉีดโคแอกเชียลกับลำแสงในการฉีด โลหะเหลวสามารถถูกไล่ออกภายใต้แรงกดดันอันแรงกล้าของแก๊ส ซึ่งทำให้เกิดรอยบาก ภายใต้สภาวะของกำลังเลเซอร์คงที่ ความหยาบผิวของชิ้นงานจะค่อยๆ ลดลงเมื่อระยะการทำงานเพิ่มขึ้น เทคโนโลยีการหลอมและตัดด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องมีการระเหยของโลหะโดยสมบูรณ์ และพลังงานที่ต้องการก็เป็นเพียงหนึ่งในสิบของพลังงานที่จำเป็นสำหรับการตัดด้วยการระเหยเทคโนโลยีการหลอมและตัดด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้ในการตัดวัสดุโลหะที่ไม่สามารถออกซิไดซ์หรือใช้งานอยู่ได้ง่าย เช่น สแตนเลส ไทเทเนียม อลูมิเนียม และโลหะผสม

3. หลักการทำงานของการตัดด้วยออกซิเจนด้วยเลเซอร์นั้นคล้ายคลึงกับหลักการทำงานของการตัดด้วยออกซีอะเซทิลีน เมื่อทำการเชื่อมในอากาศ ออกซิเจนจะถูกใช้เพื่อให้ความร้อนแก่พื้นผิวของชิ้นงานที่จะเชื่อม เพื่อให้หลอมละลายและกลายเป็นไอจนเกิดเป็นแอ่งหลอมเหลว จากนั้นจึงเป่าพูลหลอมเหลวออกมาทางหัวฉีด อุปกรณ์นี้ใช้เลเซอร์เป็นแหล่งความร้อนอุ่น และเลือกออกซิเจนและก๊าซแอคทีฟอื่นๆ เป็นก๊าซตัด ในระหว่างกระบวนการตัด ผงโลหะจะถูกระเหยโดยการใช้แรงกดบนพื้นผิวของชิ้นงาน ในด้านหนึ่ง ก๊าซที่ฉีดเข้าไปจะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับโลหะที่ถูกตัด ส่งผลให้เกิดออกซิเดชันและปล่อยความร้อนจากออกซิเดชันจำนวนมาก ในเวลาเดียวกัน วัสดุที่หลอมละลายจะถูกระเหยโดยการให้ความร้อนแก่สระที่หลอมละลาย และนำเข้าสู่บริเวณการตัด ซึ่งจะทำให้โลหะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว จากมุมมองอื่น ออกไซด์ที่หลอมละลายและการหลอมละลายจะถูกเป่าออกจากบริเวณที่เกิดปฏิกิริยา ส่งผลให้เกิดช่องว่างภายในโลหะ ดังนั้นการตัดด้วยออกซิเจนด้วยเลเซอร์จึงสามารถได้พื้นผิวชิ้นงานที่มีคุณภาพพื้นผิวสูง เนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชันทำให้เกิดความร้อนจำนวนมากในระหว่างกระบวนการตัด พลังงานที่จำเป็นสำหรับการตัดด้วยออกซิเจนด้วยเลเซอร์จึงมีเพียงครึ่งหนึ่งของพลังงานสำหรับการตัดแบบหลอมเหลว ซึ่งทำให้ความเร็วตัดสูงกว่าการตัดด้วยเลเซอร์การทำให้กลายเป็นไอและการตัดด้วยหลอมละลายมาก ดังนั้น เมื่อใช้เครื่องตัดออกซิเจนด้วยเลเซอร์สำหรับการแปรรูปโลหะ ไม่เพียงแต่จะช่วยลดการใช้พลังงาน แต่ยังปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอีกด้วย เทคโนโลยีการตัดด้วยออกซิเจนด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่จะใช้กับวัสดุโลหะที่ถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กไทเทเนียม และเหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน

4. การเขียนด้วยเลเซอร์และการควบคุมการแตกหัก เทคโนโลยีการเขียนด้วยเลเซอร์ใช้เลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงในการสแกนพื้นผิวของวัสดุที่เปราะ ระเหยวัสดุเหล่านี้เพื่อสร้างร่องเล็กๆ และทำให้วัสดุที่เปราะแตกตามร่องเหล่านี้ภายใต้การใช้แรงกดเฉพาะ การเขียนด้วยเลเซอร์สามารถทำได้ในโหมดคลื่นแบบพัลส์หรือแบบต่อเนื่อง หรือด้วยเลเซอร์ความกว้างพัลส์แคบ เลเซอร์แบบมอดูเลตและเลเซอร์ CO2 เป็นเลเซอร์ประเภททั่วไปที่ใช้สำหรับการเขียนด้วยเลเซอร์ เนื่องจากความเหนียวแตกหักต่ำของวัสดุเปราะกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพื่อปรับปรุงคุณภาพการประมวลผล การแตกหักแบบควบคุมคือการสร้างความเครียดจากความร้อนเฉพาะที่ในวัสดุที่เปราะโดยใช้การกระจายอุณหภูมิที่สูงชันที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเซาะร่องด้วยเลเซอร์ เพื่อให้วัสดุแตกตามร่องเล็กๆ