فناوران لیزر سهند

لیزر برش فایبر , لیزر جوش فایبر , لیزر حکاکی فایبر

لیزرهای صنعتی، اصول و کاربردها

برای بزرگنمایی روی تصویر کلیک کنید

ما در فناوران لیزر سهند با توجه به مرامنامه خود در حوزه اپتیک و لیزر و توسعه دانش مهندسی لیزر در کشور، سلسله مقالات کاربردی در حوزه های لیزر، لیزرهای صنعتی و کاربردهای لیزر را تهیه و تدوین نموده ایم. و این مجموعه مقالات را در این سایت قرار داده تا مورد استفاده همگان قرار گیرد.

قابل ذکر است که کلیه مقالات و مطالب آورده شده در این زمینه کاملا اختصاصی بوده و توسط تیم فنی-تخصصی فناوران لیزر سهند آماده و تدوین گردیده است.

در هنگام استفاده از مطالب این سابت، ذکر منبع الزامی است.

لیزرهای صنعتی، اصول و کاربردها

1- لیزرهای CO2 یا لیزر دی اکسید کربن

1-1- معرفی

لیزرCO2 را می توان به عنوان اولین لیزرهای پرتوان معرفی کرد. پس از آن که پاتل (Patel) در سال 1964 اولین لیزر CO2 را با توان چند ده میلی وات ساخت، توسعه و تحقیق بروی این لیزرها با سرعت زیادی شروع شد و دیری نگذشت که توان های بیشتری تا مرز چند کیلووات به صورت آزمایشگاهی از این نوع لیزر گرفته شد. امروزه لیزرهای CO2 تا توان 20 کیلوولت به صورت صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

محیط فعال لیزرهایCO2 ترکیبی از گازهای CO2, N2, He است که در یک محفظه شیشه ای به صورت بسته یا گردش سریع گاز قرار دارند. نوع تحریک در این لیزرها به صورت الکتریکی (AC or DC or RF) است که هرکدام ویژگی های خاص خود را دارند.

به طور کلی می توان برای لیزرCO2 مشخصات زیر را بیان نمود:

1. توان خروجی قابل دسترسی بالا تا 20000 وات.

2. بهره (نسبت توان خروجی لیزر به توان الکتریکی اعمال شده) خوب لیزر 20-15 درصد.

3. کیفیت پرتو عالی (معمولا کیفیت پرتو خروجی این لیزرها خوب بوده و از مرتبه TEM00 است)

4. نیاز به سیستم های خنک کننده بزرگ و حجیم.

5. برای انتقال پرتو لیزرهای CO2 نمی توان از فیبرهای نوری استفاده نمود و باید با استفاده از یک سری آینه های بازتاب دهنده و پهن کننده پرتو، پرتو خروجی را وارد نازل نموده و بروی نقطه مورد نظر کانونی کرد.

1-2- انواع لیزرهای CO2

لیزرهای CO2 بر اساس ساختار طراحی مکانیکی و نحوه عملکردشان به دسته های مختلفی طبقه بندی می شوند.

1- لیزرهای CO2 با شار آهسته گاز (Slow Flow CO2 Laser)

در این نوع لیزرها، شار گاز با سرعت آهسته ای از یک سمت وارد تیوب شده و از سمت دیگر توسط پمپ خلا، از سیستم خارج می شوند. در این لیزرها نیاز داریم تا دائما مخلوط گاز در محیط لیزر جریان داشته باشد. محدود بودن توان خروجی ( 50 تا 60 وات خروجی با ازای هر یک متر طول تیوب)، حجیم بودن قطعات و دستگاه های مورد نیاز، مصرف گاز بالا و هزینه های تعمیر و نگهداری بالا سبب شد تا این گونه لیزر ها منسوخ شده و دیگر در صنایع مورد استفاده قرار نگیرند. این نوع لیزرها توسط تخلیه الکتریکی ولتاژ بالا کار می کنند. (شکل زیر شماتیکی از عملکرد این نوع لیزرها را نشان می دهد)

2- لیزرهای CO2 بسته (Sealed off CO2 Laser)

به دلیل مشکلات گسترده لیزرهای CO2 با شار آهسته گاز و رفع مشکلات و محدودیت ها، مقداری مشخصی از مخلوط گاز را در درون تیوب لیزر محبوس کرده و تیوب را می بندند. در این حالت تیوب لیزر به مدت طولانی (2 تا 8 هزار ساعت کار بنابر کیفیت تیوب لیزر) کار می کنند. در این تیوب ها توان خروجی محدود به 50 تا 60 وات بر واحد متر می باشد و برای افزایش توان خروجی باید از تیوب هایی با طول بیشتر استفاده نمود. این نوع لیزرها نیز بوسیله تخلیه الکتریکی ولتاژ بالای DC کار می کنند. شکل زیر نمونه ای از تیوب لیزر بسته را نشان می دهد.

3-1- لیزرهای CO2 با تخلیه RF

در این نوع لیزرها همانند لیزرهای بسته مقدار مشخصی گاز درون یک تیوب (در این مدل تیوب از جنس فلز است) محبوس می شود. اما نوع تحریک این لیزرها با استفاده از تخلیه الکتریکی ولتاژ بالا نیست، بلکه با استفاده از تحریک فرکانس های رادیویی یا RF تحریک صورت می گیرد.

در لیزرهای CO2 با تحریک RF طول عمر لیزر بیشتر است، در طول کمتری می توان توان خروجی بالایی را گرفت، نیاز به خنک کنندگی کمتری دارند و.... از جمله مزایای لیزرهای تخلیه RF نسبت به لیزرهای تخلیه DC می باشد. اما این لیزرها بسیار گرانتر از لیزرهایی با تخلیه DC می باشند. از این رو همچنان در بسیار از سیستم های صنعتی از تیوب های شیشه ای با تخلیه DC استفاده می شود.

4-1- لیزرهای CO2 با شار سریع گاز

برای آنکه بتوان توان های خروجی بالایی (در حد یک کیلووات و بیشتر) را از لیزر CO2 گرفت باید، مخلوط گازی را با سرعت بالایی در تیوب لیزر به گردش در بیاوریم. به این نوع لیزرها، لیزرهای CO2با شار سریع گاز می گوئیم.

5-1- مشخصات پرتو لیزر CO2 و کاربردهای آن ها

پرتو خروجی لیزرهای CO2 پیوسته بوده و دارای طول موج 10600 نانومتر یا 10.60 میکرومتر است. به طور کلی آب، غیر فلزات نظیر چوب، چرم، پلاستیک، کاغذ و.... به خوبی پرتو لیزر CO2 را جذب می کنند. عموما لیزرهای CO2 را به 3 دسته کلی تقسیم بندی می کنند:

1- لیزرهای CO2 تا توان 60 وات برای کاربردهای پزشکی

2- لیزرهای CO2 تا توان 200 وات برای استفاده در صنایع غیرفلزات مانند صنایع چوبی، کاغذ و مقوا، منسوجات و صنعت تبلیغات به منظور حکاکی، برش و کنده کاری مواد به طور گسترده استفاده می شود.

3- لیزرهای CO2 از توان 500 وات تا چندده کیلووات، که در صنایع فلزی برای برش، جوش، حک، سخت کاری، پوشش دهی و .... انواع فلزات مورد استفاده قرار می گیرد.

هم اکنون شرکت های متعددی در دنیا دستگاه های لیزر CO2 را در توان ها، ابعاد و برای کاربردهای گوناگون طراحی و تولید می کنند. و باید بر اساس کاری که می خواهیم انجام دهیم و نتایجی که مورد انتظار ماست سیستم مناسب را انتخاب و خریداری نمائیم.

ما در فناوران لیزر سهند آماده ایم با استفاده از تجارب خود در زمینه تهیه و تامین سیستم های لیزری، دانش تحصصی خود در زمینه مهندسی لیزر و با همکاری و ارتباط نزدیک با کمپانی های سازنده مطرح دنیا به شما در انتخاب بهترین سیستم لیزری کمک نمائیم. تهیه و تامین انواع دستگاه های لیزر، لیزر برش، حکاکی لیزری، جوش لیزری و انواع سیستم ها و دستگاه های لیزری از بهترین کمپانی های مطرح دنیا را می توانید از ما تهیه نمائید.

اطلاعات تماس