CO2 lazeriai

Tęsiant pradėtą rašinėlių ciklą apie tai, kas vieniems savaime suprantama, o kitiems ne, papasakosiu Jums apie pjovimą lazeriu. Pramonėje gan plačiai naudojami CO2 lazeriai. Kas tai per technologija ir kaip tai veikia, jei įdomu, galite perskaityti vikipedijoje, o aš daugiau apie praktinę reikalo pusę.

Lazerinio pjovimo ir graviravimo staklės iš esmės susideda iš energijos šaltinio (pačio lazerio), veidrodžių (kurie nukreipia lazerio spindulį ten kur reikia) bei fokusuojančio lęšio. Gana tiksliai tai iliustruoja šis piešinys:
Vaizdo rezultatas pagal užklausą „co2 laser“

Autorystės nesisaviname, naudojame tik iliustracijai.

Energijos šaltinis arba tiesiog lazeris (kai kalbame apie CO2 lazerius) yra stiklinis indas su viduje esančiomis tam tikromis dujomis, kurios gavusios elektros išlydį tą energiją sugeria ir po akimirkos išspinduliuoja jau kiek kita forma ir kryptingai. Pro vieną to stiklinio indo galą išlekia spindulys. Tas spindulys žmogaus akimi yra nematomas ir tuo CO2 lazeriai yra labai pavojingi. Apie esantį pavojų mes net neįtariame. Nors tas spindulys yra nukreiptas sąlyginai saugia kryptimi, elgiantis neatsargiai galima ne tik nusideginti, bet ir prarasti regėjimą. Toks, pjaustymui skirtas lazerio spindulys ir 5 – 10 tūkstančių kartų didesnės galios nei pvz. lazeriniai žymekliukai, skirti demonstracijoms ant lentos. O juk net tie žaisliniai lazeriukai, elgiantis neatsargiai gali atimti regėjimą. Nepaisant labai realios grėsmės, toks lazerio spindulys yra sąlyginai nekoncentruotas.

Vaizdo rezultatas pagal užklausą „co2 laser MIRROR TYPES“Veidrodžiai. Toliau toks spindulys veidrodžių pagalba yra nukreipiamas į fokusavimo lęšį. Kadangi pats spindulys yra specifinis ir žmogaus akimi nematomas, veidrodžiai taip pat kitokie, nei tie, į kuriuos esame papratę žvilgtert prieš išbėgdami iš namų. Priklausomai nuo galios, dažniausiai naudojami silicio dengto auksu, sidabru ar kuriuo kitu platinos grupės metalu arba molibdeno veidrodžiai. Dar tinkami atspindėti būtent tokį spindulį yra vario veidrodžiai, bet jie gana jautrūs aplinkos poveikiui (oksiduojasi), tad gamyboje rečiau sutinkami. Suprantama, kad kuo ilgesnis optinis kelias ir kuo daugiau jame kliūčių, tuo didesni energijos nuostoliai. Kiekvienas papildomas elementas spindulio kelyje tą spindulį susilpnina ir išsklaido. Kita vertus, nelabai yra alternatyvių sprendimų, kadangi viso didžiulio energijos šaltinio, kuriam reikia aukštos įtampos, priverstinio aušinimo, nekalbant jau apie tai, kad jis pats sveria daug ir yra masyvus, tiesiog nėra kaip greitai ir patogiai judinti virš pjaunamo/graviruojamo paviršiaus. Tipinė konstrukcija yra tokia, kurioje yra 1 stacionarus (nejudantis) ir 2 judantys veidrodžiai.

Susijęs vaizdasFokusuojantis lęšis. Atsispindėjęs nuo trečiojo veidrodžio ir pakeliui praradęs apie 30 – 50 % savo pradinės galios lazerio spindulys patenka į fokusuojantį lęšį. Liaudiškai šnekant – didinamąjį stiklą. Esat vaikystėje padidinamuoju stiklu saulės spinduliu ką nors deginę? Čia lygiai taip pat išskyrus tai, kad pats lęšis regimajai šviesai yra nedaug laidus, tačiau puikiai sukoncentruoja lazerio spindulį.

Vaizdo rezultatas pagal užklausą „co2 laser lens focal length“

Bene svarbiausia fokusuojančio lęšio charakteristika yra židinio nuotolis. Židinio nuotolis, tai atstumas nuo lęšio iki tos vietos, kur spindulys yra labiausiai koncentruotas. Kuo mažesnis židinio nuotolis, tuo daugiau energijos tenka vienam ploto vienetui. Kita vertus, tuo siauresnė zona, kurioje tos energijos užtenka kažką pjauti/graviruoti. Mažo židinio nuotolio lęšiai sukoncentruoja labai daug energijos, bet keli milimetrai aukščiau ar žemiau to, taip vadinamo, židinio, spindulys yra jau išsklaidytas ir net jei ir pakankamai intensyvus, kad deginti – nebe pakankamai mažas, kad atlikti pačius smulkiausius pjovimus. Toks spindulys labai gerai ir greitai perpjaus plonas medžiagas.

 

Didelio židinio nuotolio sukoncentruotas spindulys teoriškai puikiai tiks pjauti storas medžiagas, tačiau intensyvumas bus mažas ir toks pjovimas bus nepaprastai lėtas. Mažos galios CO2 lazeriai (iki 200W) paprastai laviruoja ir ieško to aukso vidurio. Todėl, nors ir galima pjaustyti storesnes medžiagas, paprastai lazeriu pjaunamos gana plonos medžiagos.

Ką daryti, jei pjauti reikia didelio storio plokštę? Pjauti freza arba juostiniu pjūklu. Apie tai parašysiu kitą kartą. Jei klausimų turite, mielai į juos atsakysim.

Tagged , , , , ,

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *