Laserowa obróbka materiałów – zalety

Wykorzystanie lasera to niezwykle precyzyjna technika, dzięki której możliwe jest przeprowadzenie wielu operacji technologicznych. Jakie są jej możliwości? Dlaczego warto zdecydować się na laserową obróbkę materiałów?

Laserowej obróbce można poddać wiele materiałów: począwszy od trudnych do obrobienia diamentów i metali twardych, poprzez materiały niezwykle kruche (np. wyroby ceramiczne), a skończywszy na materiałach bardzo miękkich (o miękkości porównywanej do miękkości gąbki).

Uniwersalność laserowej obróbki materiałów

Laserowa obróbka materiałów wyróżnia się szerokim spektrum zastosowań dzięki swojej uniwersalności. Dokonując modyfikacji mocy promieniowania (a co za tym idzie – intensywności w miejscu oddziaływania), materiał można:

• podgrzewać poprzez obróbkę cieplną – w ten sposób dochodzi do poprawy własności mechanicznych oraz zwiększenia odporności na działanie czynników zewnętrznych,
• topić – jest to alternatywa dla klasycznego spawania i lutowania,
• odparowywać – co pozwala na wykonanie grawerowania, cięcia, drążenia czy oczyszczania powierzchni.

Ponadto laserowa obróbka materiałów umożliwia likwidowanie mikropęknięć czy utwardzanie – a to wszystko dzięki poddawaniu materiałów ekstremalnie wysokim ciśnieniom za pomocą fal uderzeniowych.

Dobór mocy promieniowania i czas trwania impulsów a rodzaj operacji technologicznych

Możliwość przeprowadzania operacji technologicznych bazujących na urządzeniach laserowych zależna jest od odpowiednio stworzonych warunków. Uzyskuje się je poprzez właściwy dobór  mocy promieniowania oraz czasu trwania impulsów. Równie ważny jest również optymalny dobór długości fali światła laserowego. Obecnie wykorzystywane są promienie w zakresie od ultrafioletu do podczerwieni (~0,2 µm dla laserów argonowo-fluorowych i 10,6 µm dla laserów CO2).

W przypadku, gdy gęstość promieniowania wynosi:

• < ~105 W/cm² – możliwe jest przeprowadzenie obróbki cieplnej, np. hartowanie,
• ~105 W/cm² – możliwe jest przetapianie i spawanie,
• 10⁶ – 10⁷ W/cm² – przeprowadza się m.in. cięcie, grawerowanie, drążenie,
• 10⁸– 10⁹ W/cm² – możliwe jest przeprowadzenie procesu utwardzania, znakowania.

Bezkontaktowość laserowej obróbki materiałów

Zaletą laserowej obróbki materiałów jest bezkontaktowość, która gwarantuje wysoką czystość miejsca obróbki. Taka metoda świetnie sprawdza się w przypadku, gdy poddany obróbce materiał musi wyróżniać się najwyższą czystością. Da się to osiągnąć dzięki możliwości zdalnego operowania światłem np. poprzez przezroczyste przesłony czy w warunkach próżni.

Wysoka selektywność procesów z wykorzystaniem lasera

Obróbka metali za pomocą standardowych technik bardzo często wiąże się z ryzykiem deformacji sąsiednich elementów. Można temu zapobiec, wykorzystując urządzenia laserowe. Promieniowanie może być skupiane do małych obszarów (nawet rzędu mikrometra), dzięki czemu udaje się uzyskać wyjątkową precyzję w wybranych obszarach materiału.