Gyda datblygiad cyflym y meysydd meddygol, hedfan, awyrofod, lled-ddargludyddion ac ynni, mae'r gofynion perfformiad ar gyfer cydrannau allweddol yn cynyddu'n gyson, sydd wedi hyrwyddo cynnydd technoleg prosesu ac offer. Yn y meysydd hyn, mae'r dewis o dechnoleg torri cydrannau yn hanfodol i ansawdd a pherfformiad y cynnyrch. Er bod technolegau torri mecanyddol traddodiadol a thorri dŵr pwysedd uchel yn cael eu defnyddio'n helaeth, mae torri laser yn dod yn ddewis cyntaf yn raddol oherwydd ei fanteision o ran effeithlonrwydd prosesu, manwl gywirdeb a chyfeillgarwch amgylcheddol. Mae technoleg torri laser yn arbelydru'r deunydd yn uniongyrchol trwy belydr laser ynni uchel i gyflawni torri manwl uchel ac effeithlonrwydd uchel. Ar yr un pryd, nid yw'n cynhyrchu cyswllt corfforol amlwg yn ystod y broses dorri, a thrwy hynny leihau llygredd i'r amgylchedd a chydymffurfio â'r cysyniad o weithgynhyrchu gwyrdd.
Mae technoleg torri laser wedi dangos ei rhagoriaeth mewn llawer o senarios cymhwyso. Er enghraifft, yn y maes meddygol, wrth i'm gwlad fynd i mewn i gymdeithas sy'n heneiddio, mae galw'r farchnad am stentiau mewnfasgwlaidd wedi cynyddu, ac mae cyfradd twf y farchnad wedi bod yn fwy na 20% yn y blynyddoedd diwethaf. Mae gan dechnoleg torri laser y potensial i gael ei defnyddio'n helaeth mewn prosesu stent mewnfasgwlaidd oherwydd ei fanwl gywirdeb a'i allu i addasu. Fodd bynnag, gall torri laser traddodiadol achosi difrod thermol i'r deunydd mewn rhai achosion, a fydd yn ffurfio llysnafedd bach a haen sy'n cael ei effeithio gan wres ar wyneb y deunydd, a thrwy hynny effeithio ar berfformiad a bywyd gwasanaeth y deunydd. Er mwyn goresgyn y cyfyngiadau hyn, mae technoleg torri laser wedi'i arwain gan ddŵr wedi dod i'r amlwg fel dull torri arloesol. Trwy gyflwyno llif dŵr yn ystod y broses torri laser, gall leihau difrod thermol yn effeithiol a gwella ansawdd wyneb y deunydd torri.
Beth yw laser wedi'i arwain gan ddŵr
Mae technoleg torri laser dan arweiniad dŵr yn ddull prosesu cyfansawdd arloesol sy'n defnyddio jet dŵr i arwain y trawst laser i dorri'r darn gwaith yn gywir. Craidd y dechnoleg hon yw defnyddio gwahanol nodweddion mynegai plygiannol dŵr ac aer. Pan fydd y trawst laser yn cael ei gyfeirio at y rhyngwyneb dŵr-aer ar ongl benodol, os yw'r ongl ddigwyddiad yn llai nag ongl hanfodol yr adlewyrchiad cyfan, bydd y trawst laser yn cael ei adlewyrchu'n llwyr ac ni fydd yn treiddio i'r rhyngwyneb, a thrwy hynny sicrhau bod y laser mae ynni'n gyfyngedig i bob pwrpas ac yn cael ei drosglwyddo yn y trawst dŵr.
Mae'r pelydr laser yn cael ei ffocysu gyntaf gan lens amgrwm ac yna'n mynd trwy ffenestr wydr cwarts i'r ceudod dŵr cysylltiedig. Trwy addasu'r pellter rhwng y lens ffocws a'r ffroenell twll pin yn fân, gellir sicrhau bod y ffocws laser wedi'i leoli'n union ar ganol wyneb uchaf y ffroenell. Yn dilyn hynny, mae'r pelydr laser yn mynd i mewn i jet dŵr sefydlog, lle mae adlewyrchiad llwyr yn digwydd oherwydd y gwahaniaeth mewn mynegai plygiannol, proses debyg i ymlediad golau mewn ffibr optegol. Yn ystod y prosesu, mae'r trawst laser â ffocws yn cael ei arwain gan drawst dŵr pwysedd uchel a'i drosglwyddo'n uniongyrchol i wyneb y darn gwaith, gan gyflawni canlyniadau torri effeithlon a manwl gywir.
Manteision laser dan arweiniad dŵr
Mae technoleg torri laser jet dŵr yn ddull prosesu arloesol sy'n cyfuno jet dŵr a thrawstiau laser. Fe'i defnyddiwyd yn helaeth ym meysydd gweithgynhyrchu manwl gywir a micro-beiriannu. O'i gymharu â thorri laser traddodiadol, mae gan dorri laser dan arweiniad dŵr nifer o fanteision unigryw sy'n ei gwneud yn arbennig o dda mewn rhai senarios cais.
Yn gyntaf oll, nodwedd wahaniaethol torri laser a ddargludir gan ddŵr yw ei fod yn osgoi difrod thermol. Oherwydd y tymheredd uchel, gall torri laser traddodiadol achosi dadffurfiad thermol deunyddiau yn hawdd a difrod i'r microstrwythur. Mewn torri laser wedi'i arwain gan ddŵr, mae'r llif dŵr sy'n cael ei daflu allan yn oeri'r deunydd yn effeithiol yn ystod y bwlch pwls laser, sy'n lleihau straen thermol y deunydd yn fawr ac yn caniatáu iddo gynnal ei briodweddau ffisegol a chemegol gwreiddiol.
Yn ail, mae gan ffibr dŵr bellter gweithio mawr yn ystod y llawdriniaeth ac nid oes angen canolbwyntio'r trawst laser yn fanwl gywir fel torri laser traddodiadol, sy'n darparu mwy o hyblygrwydd ar gyfer prosesu deunyddiau â geometregau cymhleth. Ar ben hynny, mae'r llif dŵr nid yn unig yn gweithredu fel oerydd yn ystod y broses dorri, ond hefyd yn tynnu'r deunydd tawdd a gynhyrchir yn ystod y broses dorri i ffwrdd, a thrwy hynny leihau'n sylweddol ddyddodiad llygryddion yn yr ardal brosesu, sy'n arbennig o bwysig ar gyfer amgylcheddau prosesu gydag uchel. gofynion glanweithdra.
Yn ogystal, oherwydd gall torri laser wedi'i arwain gan ddŵr gael gwared â deunydd manwl uchel, mae'r dechnoleg hon yn arbennig o addas ar gyfer prosesu rhannau â waliau tenau, ac mae'n well na dulliau prosesu laser traddodiadol o ran cywirdeb ac ansawdd wyneb. Gyda datblygiad parhaus technoleg, disgwylir i dorri laser wedi'i arwain gan ddŵr ddisodli torri laser traddodiadol mewn mwy o feysydd a dod yn ddull prosesu mwy effeithlon ac ecogyfeillgar.
Anawsterau technegol a thueddiadau datblygu torri laser wedi'i arwain gan ddŵr
1. Gwanhau laser mewn trawst dŵr: Fel dull prosesu uwch sy'n cyfuno jet dŵr a laser, mae technoleg torri laser wedi'i arwain gan ddŵr wedi dangos potensial unigryw mewn gweithgynhyrchu manwl gywir. Fodd bynnag, oherwydd y gwanhad ynni mawr o laser mewn dŵr, mae hyn yn cyfyngu ar ei effeithlonrwydd mewn cymwysiadau pŵer uchel. Yn benodol, mae gan y laser dwysedd pŵer uchel yn y trawst dŵr wanhad ynni mawr oherwydd gwasgariad ac amsugno lluosog, gan arwain at ostyngiad mewn cyflymder prosesu. Er enghraifft, wrth dorri deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon 18 mm o drwch, dim ond 5 mm y funud yw'r cyflymder, sy'n cyfyngu'n fawr ar gymhwyso'r dechnoleg hon wrth brosesu deunyddiau trwchus. Er bod ymchwil gyfredol wedi datgelu egwyddorion sylfaenol trosglwyddo laser mewn dŵr, mae sut i leihau'r gwanhad hwn yn effeithiol yn dal i fod yn broblem dechnegol i'w datrys. Yn y dyfodol, gellir datblygu deunyddiau deuelectrig gyda gwell eiddo arwain golau i ddisodli trawstiau dŵr, a thrwy hynny wella effeithlonrwydd torri a chymhwysedd prosesau.
2. Her miniaturization jet dŵr: Mewn technoleg torri laser wedi'i arwain gan ddŵr, mae diamedr y jet dŵr yn effeithio'n uniongyrchol ar gywirdeb a lled y torri. Gyda datblygiad technoleg micro-beiriannu, gellir lleihau diamedr y ffroenell i 30 micron, gan gyflawni torri manwl uchel. Fodd bynnag, mae miniaturization pellach o jet dŵr yn wynebu cyfres o heriau technegol, gan gynnwys sefydlogrwydd y trawst dŵr, hyd effeithiol, a rheolaeth diamedr y fan a'r lle laser. Mae'r materion hyn nid yn unig yn effeithio ar yr effaith dorri, ond hefyd yn cyflwyno gofynion uwch ar gyfer dylunio a gweithgynhyrchu'r offer. Efallai y bydd ymchwil yn y dyfodol yn canolbwyntio ar optimeiddio dyluniad y ffroenell a dynameg hylif i wella cywirdeb torri ymhellach wrth gynnal sefydlogrwydd y jet dŵr.
3. Gofynion technegol ar gyfer prosesu twll ffroenell: Er mwyn sicrhau ansawdd uchel torri laser wedi'i arwain gan ddŵr, mae cywirdeb dylunio a gweithgynhyrchu'r twll ffroenell yn hanfodol. Rhaid i'r twll ffroenell fod â thrwch wal tenau iawn wrth gynnal cywirdeb manwl uchel a dim tapr i wrthsefyll effaith llif dŵr. Yn ogystal, mae angen rheoli garwedd wyneb mewnol y twll ar lefel hynod o isel i sicrhau sefydlogrwydd a chysondeb y trawst dŵr. Mae'r safonau dylunio galw uchel hyn yn ei gwneud yn anodd iawn prosesu tyllau ffroenell, yn enwedig mewn cynhyrchu màs. Mae sut i gynnal cysondeb a chywirdeb yn her allweddol sy'n wynebu'r diwydiant gweithgynhyrchu.
4. Cymhlethdod y system rheoli aliniad cyplu: Yn y system torri laser a arweinir gan ddŵr, mae cywirdeb cyplu ac aliniad y trawst laser a'r trawst dŵr yn effeithio'n uniongyrchol ar yr ansawdd torri. Ar hyn o bryd, er bod mecanweithiau rheoli gyriant servo manwl uchel wedi'u mabwysiadu, nid yw'r broblem o gyplu laser a thrawst dŵr yn gyflym ac yn gywir wedi'i datrys yn llwyr. Er mwyn gwella cywirdeb cyplu, mae angen cyflwyno systemau canfod a graddnodi mwy datblygedig, megis ffibr trawst dŵr a system canfod cyplu sy'n canolbwyntio ar laser, system lleoli workpiece, ac ati Mae integreiddio a optimeiddio'r systemau hyn yn allweddol i gyflawni torri laser manwl gywir wedi'i arwain gan ddŵr.
5. Ymchwil proses systematig annigonol: Er bod technoleg laser dan arweiniad dŵr wedi dangos llawer o fanteision mewn theori, mae rheoli prosesau yn dal i wynebu llawer o heriau mewn cymwysiadau ymarferol. Ar hyn o bryd, nid oes gan y diwydiant dechnoleg brosesu a system werthuso gyflawn, sy'n ei gwneud hi'n anodd cynnal dangosyddion allweddol megis effeithlonrwydd prosesu, cywirdeb a chywirdeb wyneb deunydd. Mae diffyg ymchwil proses hon yn gwneud addasrwydd technoleg torri laser wedi'i arwain gan ddŵr yn wael o dan amodau gwahanol ddeunyddiau a thrwch. Felly, mae angen ymchwil proses fwy systematig yn y dyfodol i sefydlu llyfrgell paramedr proses gynhwysfawr a safonau gwerthuso, er mwyn gwella potensial cymhwysiad diwydiannol technoleg laser wedi'i arwain gan ddŵr.
