Lazer işleme, hem üretim hem de Ar-Ge ortamlarında kesme ve kaynak gibi çeşitli geleneksel malzeme işleme uygulamalarının yerini almıştır.
Lazer işlemenin başlıca avantajlarından bazıları şunlardır:
- Metalleri ve metal olmayanları (örn. seramikler ve polimerler) işleme yeteneği Bu, tepe gücü, dalga boyu ve darbe süresi gibi lazer özelliklerini ayarlayarak yapılabilir.
- Bu, geleneksel mekanik süreçlerde olduğu gibi iş parçasının kirlenmesini veya "işleme takımının" aşınmasını önleyen temassız bir tekniktir.
- Yüksek hız, yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik sayesinde otomatik bir süreç elde etmek kolaydır.
- Mikron seviyesine kadar çok küçük özellikleri işleme yeteneği
- Düz parçaların veya karmaşık 3D parçaların işlenmesi, iş parçasının yüzeyine göre çeşitli açılarda işlemeye olanak tanıyan doğru iş istasyonunun kullanılmasıyla kolayca gerçekleştirilebilir.
Lazer Kesim
Lazer Kesim, daha yüksek hızlarda plazma, oksi yakıt veya su jeti gibi diğer kesim çözümlerinden daha yüksek hassasiyet sağlar. Tel elektrik deşarjlı işleme (EDM) de yüksek hassasiyetli kesim için kullanılabilir, ancak yalnızca iletken malzemelerle kullanılabilir ve tipik olarak çok yavaş bir işlemdir.
Mevcut lazer gücü, giderek artan kalınlıkların kesilmesine olanak tanıyacak şekilde artmaya devam etmektedir. Örneğin 4 kW'lık bir fiber, yumuşak çelik, paslanmaz çelik, pirinç, bakır ve alüminyum gibi metalleri 6 mm kalınlığında 1 m/dak'nın üzerindeki hızlarda kesmek için kullanılabilir. Artan güçle 10 kW'ın üzerinde 25 mm'nin üzerinde kalınlıklar elde edilebilir. Su jeti 50 mm'yi aşan çok kalın malzemeleri kesmek için kullanılabilir, ancak işletme maliyetleri tipik olarak yüksektir ve ayrıca parçanın geometrisine bağlı olarak kesme hızı yavaşlayabilir.
Lazer Kaynağı
Lazerler karbon çelikleri, yüksek mukavemetli çelikler, paslanmaz çelikler, alüminyum, bakır ve titanyum gibi çok çeşitli malzemelerin kaynağında kullanılır. Birbirine benzemeyen malzemelerin kaynağı da gerçekleştirilebilir (yani metaller diğer metallere veya metaller polimerlere). Elektrik akımı gerektiren geleneksel ark kaynağı işlemlerinin aksine, lazerler ısı üretmek için ışığın emilimine dayanır ve polimerler gibi iletken olmayan malzemeleri kendilerine veya metallere kaynaklamak için de kullanılabilir. Işın, örneğin TIG ve MIG gibi plazma ark kaynağı teknikleriyle karşılaştırıldığında yüksek hassasiyet ve ısıdan etkilenen küçük bölgelere izin verecek şekilde sıkıca odaklanabilir. Hem küçük ve ince bileşenlerin hem de kalın büyük parçaların kaynağına olanak tanıyan derin ve dar, yüksek en-boy oranlı kaynaklar üretilebilir. Örneğin, 40 kW, metallerde yaklaşık 40 mm'ye kadar derin nüfuziyetli kaynaklar için kullanılabilir. Lazer Kaynağı tipik olarak bir örtü gazı kullanılarak açık havada yapılır, bu da genellikle vakum gerektiren elektron ışını kaynağından daha kolaydır.
Lazerler hem makro hem de mikro uygulamalarda kullanılabilir ve özellik boyutları mikron seviyesine kadar iner. Çok çeşitli malzemeler için değişken şekil ve boyuttaki özelliklerin lazerle mikro işlenmesine olan ilgi artmaktadır. Boyutsal ve konumsal doğrulukla ilgili daha sıkı toleranslarla birlikte kalite ve verim gereksinimleri artmaya devam etmektedir. Gelişmiş sistem entegrasyonu ve süreç kontrolü ile geliştirilmiş lazer kaynakları ve üretim teknikleri, giderek daha zorlu hale gelen endüstri gereksinimlerini karşılamak için mevcuttur.
Yüksek hassasiyetli lazer mikro işleme uygulamaları için optimum darbe süresi, dalga boyu ve işleme tekniğinin seçimi, malzeme özelliklerinin yanı sıra kalite, özellik boyutu, toleranslar ve verim gibi uygulama özelliklerine bağlıdır. Tipik olarak, nanosaniye rejiminde çalışan ve pikosaniye ve femtosaniye darbe sürelerine kadar daha kısa olan darbeli lazerler, mikro işleme için kullanılır ve her darbenin çevredeki malzemeye çok az etki ederek iyi tanımlanmış miktarda malzemeyi çıkardığı ve mikron düzeyinde boyutsal doğruluklara izin veren ablatif bir mikro işleme tekniğini yönlendirir.
