علم پشت برش لیزری تمیز و دقیق چیست؟

جوش و برش در لیزرها چگونه کار می کنند؟ علم پشت برش های لیزری تمیز و دقیق جیست؟ لیزرها با استفاده از اصول مکانیک کوانتومی و اپتیک برای تولید یک پرتو نور بسیار متمرکز و منسجم کار می کنند که امکان برش لیزری با کیفیت و دقیق مواد مختلف را فراهم می کند. این روند به صورت مراحل ذیل می باشد:

۱. برانگیختگی اتم ها:

فرآیند لیزر با تحریک اتم ها در محیط بهره (جامد، مایع یا گاز) با استفاده از یک منبع انرژی (الکتریکی، نوری یا شیمیایی) آغاز می شود. این تحریک الکترون‌های اتم‌ها را به سطوح انرژی بالاتر می‌برند.

۲. انتشار فوتون:

هنگامی که این الکترون های برانگیخته به سطوح انرژی پایین تر خود باز می گردند، انرژی را به شکل فوتون یا ذرات نور آزاد می کنند. فوتون های ساطع شده دارای طول موج، فاز و جهت یکسانی هستند که نور را منسجم و متمرکز می کند. علاوه بر این، خواص یکسان فوتون‌های ساطع شده باعث می‌شود که آنها به طور سازنده با یکدیگر تداخل داشته باشند و شدت پرتو لیزر را بیشتر می‌کنند.

۳. انتشار تحریک شده:

همانطور که این فوتون های اولیه از طریق محیط بهره حرکت می کنند، می توانند سایر اتم های برانگیخته را تحریک کنند تا فوتون های مشابه دیگری را ساطع کنند که اولین فوتون را در انرژی، فاز و جهت منعکس می کند. این فرآیند که انتشار تحریک شده نامیده می شود، منجر به افزایش سریع تعداد فوتون های منسجم می گردد که در نتیجه یک پرتو لیزر قدرتمند ایجاد می نماید.

۴. حفره نوری:

پرتو لیزر در یک حفره نوری که توسط آینه هایی که در دو انتهای محیط بهره قرار می گیرند، بیشتر تقویت می شود. یک آینه کاملاً بازتابنده است، در حالی که آینه دیگر تا حدی بازتابنده است، که اجازه می دهد مقداری نور به عنوان یک پرتو لیزر منسجم از آن خارج شود. همانطور که نور بین آینه‌ها به جلو و عقب می‌چرخد، چندین بار از محیط بهره عبور می‌کند و با هر عبور قدرت و انسجام بیشتری پیدا می‌کند.

۵. پرتو لیزر:

پس از خروج از حفره نوری، پرتو لیزر از طریق یک سیستم عدسی هدایت می شود که نور را به یک پرتو باریک و شدید متمرکز می نماید. این امر چگالی انرژی پرتو لیزر را افزایش می‌دهد و به آن اجازه می‌دهد روی ناحیه کوچکی از ماده برش داده شده متمرکز شود. به طور قابل توجهی، پرتوهای لیزر با کیفیت بالا تمرکز خود را در فواصل طولانی‌تر حفظ و حتی در طرح‌های پیچیده برش‌های تمیزی ایجاد می‌نمایند.

۶. تعامل سطحی

هنگامی که پرتو لیزر متمرکز به سطح یک ماده برخورد می کند، به سرعت دما را در آن نقطه تماس افزایش می دهد. بسته به شدت لیزر، می تواند بخار شود، ذوب شود یا از طریق مواد بسوزد. از این رو، نحوه عملکرد عمل برش می تواند بر اساس نوع مواد و نوع لیزر مورد استفاده متفاوت باشد.

• تبخیر

برای موادی مانند پلاستیک، گرمای لیزر باعث تبخیر سریع می‌شود و بدون ذوب شدن مواد، برش‌های تمیز را ممکن می‌سازد. این امر به ویژه برای طراحی های پیچیده بسیار مفید است، زیرا فرآیند تبخیر لبه های صاف و حداقل باقی مانده را به جا می گذارد.

حتما مطالعه کنید : فرآیندهای اصلی برش لیزری

• ذوب و دمیدن

برای فلزات، لیزر ممکن است مواد را ذوب کند و یک گاز تحت فشار می تواند فلز مذاب را منفجر کند و لبه تمیزی ایجاد نماید. این فرآیند نه تنها یک برش دقیق را تضمین می کند، بلکه تشکیل پیلیسه یا لبه های ناهموار را که می تواند با روش های دیگر برش اتفاق بیفتد، به حداقل می رساند.

۷. دقت و کنترل:

سیستم های برش لیزری مدرن از نرم افزار کامپیوتری برای هدایت سر لیزر در مسیرهای دقیق برای طراحی های پیچیده استفاده می کنند. اپراتورها می توانند سرعت، قدرت و فوکوس لیزر را در زمان واقعی متناسب با مواد و ضخامت های مختلف تنظیم نمایند. این برش سریع انتقال حرارت را به حداقل می رساند و خطر تاب برداشتن یا آسیب رساندن به نواحی مجاور را کاهش می دهد و در نتیجه برش های تمیز و دقیق با لبه های صاف ایجاد می گردد.

۸. خروجی نهایی:

نتیجه این برهمکنش دقیق بین پرتو لیزر و مواد، لبه‌های تمیزی است که اغلب نیاز به تکمیل کمی یا بدون پرداخت اضافی دارند. این کارایی باعث می شود که فناوری لیزر در صنایع مختلف از جمله تولید، هوافضا و الکترونیک بسیار مطلوب باشد.

منبع : سایت hygradelaser