העתיד של מתכת גיליון בטכנולוגיית חיתוך לייזר
חיתוך לייזר השתנה גם בעשורים האחרונים. תחילה היו לייזרים CO2. אלה שלטה בכיפה במשך כמה עשורים, עד פנים חדשות נכנס למקום בצורה של לייזרי סיבים.
הן לייזרים CO2 לייזרי סיבים יש יתרונות וחסרונות – CO2 נתפסת לעתים קרובות כמו לייזר לכל מטרה, אבל לפעמים חסר במהירות, בעוד סיבים בדרך כלל מהירים יותר, עדיין פוגע מכשול בעת גזירה עבה יותר חומרים. רק לאחרונה תעשיית ראה לייזרי סיבים להתחיל להתעדכן ל- CO2 מבחינת חומרים בעוביים (ראה מאמר מרץ 2014 שלנו, "הבא תזנק ב סיבים חיתוך לייזר").
עכשיו, יצרני ציוד מקורי עובדים לקראת הדור הבא של מערכות חיתוך לייזר באמצעות סוג חדש של לייזר הנקרא ישיר-דיודת לייזר. עם זאת, יש אחד בלבד ישיר-דיודת לייזר זמין כרגע. כי הוא מסוגל למעשה חיתוך פלדה. לעת עתה, רוב מערכות לייזר דיודה משמשים פעולות כגון חום לטיפול, מול.
על-פי Coherent, גולת הכותרת 10000 D, חלק להדגיש D-סדרת קו החברה מקורות ישיר-דיודות לייזר, מספק עד 10 קילוואט ישיר-דיודות-975 ננומטר.
מתבקש להסביר מהן בדיוק דיודות לייזר, מנהל שיווק מוצר פרנק Gaebler, בכיר עבור לייזרים CO2-Coherent, inc., אומר, "בטח יש לך אחת שיושבת במרחק כמה פסיעות ממך עכשיו, אם יש לך מחשב עם נגן CD, DVD או Blu-Ray.
"זה מכשיר מוליכים למחצה זה, בתנאים המתאימים, פולט אור לייזר, יותר מאשר אור לא ברורים כמו LED היה, כלומר, שזה יכול להיות ממוקד למקום הרבה יותר חזק."
Gaebler ממשיך ואומר כי השורה התחתונה היא כי ישיר-דיודות לייזר יעילים מאוד בחשמל.
"עבור כמות החשמל שאתה שם, אתה צא החוצה כמות סבירה של כוח אופטי," הוא מרחיב. "זה לעומת רוב סוגים אחרים של לייזרים אולי רק מאיפה כמה יעילות ההמרה אחוז — אתה מכניס הרבה כוח, ותקבלו כמות יחסית קטנה של אור."
הדיור הזה היה מרותך באמצעות לייזר דיודה ישיר.
טרייסי רייבה, מנהל מוצר עבור לייזרים ב- TRUMPF בצפון אמריקה, מסביר מה גורם דיודות לייזר כל כך שונה.
"לא משנה באיזו טכנולוגיית לייזר אתה מדבר, יש להם את שלושת המרכיבים אותו: המדיום פעיל, את עירור, את מהוד אופטי," הוא אומר. " בדרך כלל, במהלך 10 השנים האחרונות, דיודות שימשו כדי לשאוב את הלייזר סיבים או דיסק, אך ככל הטכנולוגיה השתנתה, ראינו פיצוץ של דיודות טכנולוגיה את איכות קרן, או את הבהירות דיודה. זה השתפר באופן דרמטי, אז אנחנו עכשיו מסוגל למעשה לקחת דיודות משאבת האלה, כמה אותם ישר לתוך הסיבים. בדרך זו, שאתה לא פעיל דופק המדיום יותר.
"עם CO2, אתה משתמש בחשמל כדי לשאוב את הדלק; עם סיבים, דיסק, אתה משתמש דיודות לשאוב; עכשיו אנחנו יכולים למעשה לקחת את דיודת זה דפק אותם מדיומים, לקחת את האור דיודה עצמו, ולשלב אותו ישירות לתוך הסיבים ושל להעבירה היצירה עבודה. זה באמת מה האבולוציה של הטכנולוגיה דיודה כבר חמש או שבע שנים; זה השתנה הנוף." במילים אחרות, ישיר-דיודות לייזר את המתווך, ועוררו בכך שהם מציעים שיעור גבוה יותר של יעילות.
"אם אתה מסתכל לייזרים CO2, הם מציעים כ-10% דיבל יעילות," אומר רייבה. "סיבים, דיסק לייזרים הם כ- 30 אחוזים-שקע התייעלות אנרגטית בוער, בעוד דיודות לייזר נכון להיום כ- 40%-דיבל קרוב יותר יעיל, בטח מתקרב ל- 50 אחוזים בשנים הקרובות. עם דיודת לייזר, בעצם מסירים חלקים של הלייזר, ואתה בעצם רק משתמש החלק משאבה, כך הוא הופך להיות תהליך יעיל מאוד."
יחד עם יעילות מוגברת דיבל, Gaebler גם מצביע כי דיודות לייזר לייצר פחות חום. "לעומת זאת, כי, עם לייזרים CO2, אתה חייב לי מים, קירור, והם מנגנוני קירור גדול יותר ומורכב יותר מאשר הלייזר עצמו, כי אתה צריך להסיר את כל החום הזה – גל החום המיוצר בגלל מביאה ההמרה מרשת החשמל לאור."
לפי TRUMPF, 6006 TruDiode מספק 6000 W של כוח באורך-גל של 920-1040 nm, הוא מיועד ציפוי פליז לייזר, ריתוך חדירה עמוקה, חום בהולכה ריתוך, ריתוך בלייזר של פלסטיק.
כיום, היישומים העיקריים של ישיר-דיודות לייזר הן חום טיפול, חיפוי, שני הצדדים של תהליכים אלה ישיר-דיודות לייזר הן שימושיות מאוד. לאור המאפיינים הייחודיים שלהם, הם מאפשרים למשתמשים באופן סלקטיבי חום בכל חומר שבה הם עובדים.
Gaebler נותן דוגמא לטיפול בחום. "אתה יכול לחמם שן הציוד, קצה כלי או משהו דומה עם קרן הלייזר הזה, זה רק מחממת את האלה מיקרונים אחדים הראשון, במיוחד כי זה נספג בצורה טובה יחסית. אתה לא לעוות את החלק, הדבר השני הוא, כי אתה אתה חימום זה אז באופן סלקטיבי, ברגע שתבטל את הלייזר, האוויר בדרך כלל מרווה זה. אתה בדרך כלל לא לדרוש מכל סוג כבאות פעיל. אתה כבר חיסלה כל אלה צעדים נוספים. זה פוצץ עם לייזר, שזה מתקשה בדיוק במקום הרצוי, ולא שום דבר אחר, בום, אתה סיימת. באופן כללי, אין מינימלי או עיבוד פוסט לא נדרש. זה יתרון ענק."
בהינתן כל היתרונות של דיודות לייזר, תוהים למה הם עדיין לא משמשים עבור חיתוך פחים. התשובה היא, כי כמעט בכל המקרים, ישיר-דיודות לייזר לא מסוגל לייצר את הבהירות הכרחי עבור פעולות גזירה.
כולם עובדים על זה בתור המטרה הסופית. לא רק TRUMPF, אבל כל החברות,"אומר רייבה. "אנחנו כבר מסוגל לעשות זאת במעבדה-סוג של הסביבה, אז עכשיו זה רק להגיע זה לשלב תעשייתי. . הטכנולוגיה השתפרה להשיג בהירות גבוהה יותר מחוץ דיודות. את הטכנולוגיה משתנה כל שנה, ככל שהטכנולוגיה מתפתחת, נביא את זה לשוק."
רייבה מנבא כי העבודה חנויות יכול לראות ישיר-דיודות לייזר המסוגל פלדה חיתוך בשוק תוך חמש השנים הבאות. זה אפילו עלול לקרות הרבה קודם, אבל, בכל מקרה, השנים הקרובות יהיו מאוד מעניין בטכנולוגיית חיתוך לייזר, הנוף הוא עומד להיות מהפכה.
