Jakie są różne typy urządzeń do cięcia laserowego?
Różne rodzaje urządzeń do cięcia laserowego różnią się rodzajem używanego lasera i sposobem poruszania się lasera podczas pracy. Podstawowymi rodzajami laserów używanych do cięcia są lasery na dwutlenek węgla (CO 2 ) i lasery na ciele stałym wykorzystujące szkło lub krystaliczne medium domieszkowane neodymem (Nd). Fizyczną konfigurację laserowych maszyn tnących można podzielić na trzy kategorie, zwane latającą optyką, ruchomym materiałem i systemami hybrydowymi. Wyjście z laserów może być pulsacyjne lub ciągłe. Niektóre systemy cięcia laserem, zwane mikrostrukturami laserowymi, zawierają strumień wody, który wspomaga proces cięcia.
Lasery CO 2 są rodzajem laserów gazowych, które wykorzystują ośrodek wzmocnienia składający się z dwutlenku węgla, azotu i helu i mogą również zawierać wodór, ksenon lub parę wodną. Medium wzmocnienia jest wzbudzane lub pompowane elektrycznie w celu wytworzenia wiązki światła podczerwonego. Mogą mieć bardzo dużą moc, a niektóre lasery przemysłowe CO 2 wytwarzają moc kilku kilowatów. Sprzęt do cięcia laserowego wykorzystujący lasery CO 2 jest stosowany do metali, takich jak stal i aluminium, a także innych materiałów, w tym tworzyw sztucznych, tkanin i drewna.
Lasery z domieszką neodymu to lasery, które wykorzystują medium o stałym wzmocnieniu domieszkowane neodymem metalu ziem rzadkich, pompowane światłem z lasera diodowego lub lampy błyskowej. Najpopularniejszym medium jest granat itrowo-aluminiowy z domieszką neodymu (Y 3 A 15 O 12 ) lub Nd: YAG. Inne materiały domieszkowane neodymumą stosowane w laserach to ortowanadan itru (YVO 4 ), fluorek itru i litu (LiYF 4 ) oraz szkło składające się głównie z dwutlenku krzemu (SiO2). Lasery te mogą być również bardzo mocne i są używane przede wszystkim do cięcia metali i ceramiki.
Większość urządzeń do cięcia laserowego jest konfigurowana na jeden z trzech sposobów. W laserze z ruchomym materiałem obrabiany materiał jest ruchomy. W latającym laserze optycznym obrabiany materiał jest nieruchomy, podczas gdy laser przesuwa się nad nim w obu osiach poziomych. W laserze hybrydowym przedmiot obrabiany jest przesuwany wzdłuż jednej osi poziomej, zwykle dłuższej z dwóch, podczas gdy laser jest ruchomy na drugiej osi poziomej. Podobnie urządzenia do cięcia laserowego, które mogą ciąć na większej liczbie osi, zwane wieloosiowymi wycinarkami laserowymi, różnią się konstrukcją w zależności od tego, czy przedmiot obrabiany, czy głowica tnąca jest przemieszczany na każdej z jego osi.
Każda konfiguracja ma inne zalety. Latające maszyny optyczne są szybsze niż inne typy. Lasery na ruchomych materiałach są najwolniejsze, ale mają prostsze układy optyczne. Lasery hybrydowe są szybsze niż lasery na ruchomym materiale, ale mają lepszą wydajność energetyczną i mniej złożoną optykę niż latająca maszyna optyczna.
Wiązkę lasera tnącego można pulsować, wysyłając serię krótkich, ale szybkich impulsów światła. Lasery pulsacyjne są przydatne w aplikacjach wymagających dużej mocy wyjściowej, która trwa tylko przez krótki czas. Stosuje się je również w przypadku materiałów wrażliwych na ciepło, które narażone byłyby na ryzyko stopienia, gdyby zostały poddane działaniu ciągłego strumienia. Wiązki pulsacyjne stosuje się również w mikrostrukach laserowych, w których strumień wody pomaga skierować wiązkę i ochładza obrabiany materiał.