Phương pháp gia công bằng chùm tia laser

BÀI THUYẾT TRÌNH NHÓM 7*Các Thành Viên Của Nhóm:1.Nguễn Văn Thắng-Lớp:Ckctm-55-MSV:5517572.Nguyễn Xuân Nam-Lớp:Ckctm-55-MSV:551748 MỤC LỤC I.Khái niệm………………………..……………………..3 II.Nguyên lý gia công chùm tia laser………………….....5 III. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ…………………………...5 III.1.Các Loại Laser……………………………………...8 PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG CHÙM TIA LASER I.KHÁI NIỆM Laser nghĩa là quá trình khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức. Gia công chùm tia laser là quá trình xử lý nhiệt trong đó tia laser được dùng làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu. Máy tia laser là máy cắt bằng tia sáng hoạt động theo chế độ xung. Năng lượng xung của nó không lớn, nhưng nó được hội tụ trong một chùm tia có đường kính khoảng 0.01 mm và phát ra trong khoảng thời gian một phần triệu giây tác động vào bề mặt chi tiết gia công, nung nóng, làm chảy và bốc hơi vật liệu. II.Nguyên lý gia công chùm tia laser Laser là sự khuyết đại ánh sáng bằng bức xạ của chất phóng xạ. Loại vật liệu gia công bằng chùm tia laser không phụ thuộc vào độ dài sóng. Năng lượng của chùm tia laser tập trung vào phần nhỏ của chùm tia laser làm cho phần vật liệu đó bay hơi đi. Gia công bằng tia laser được sử dụng trong khoan, xẻ rãnh, cắt, tạo hình…. Như vậy, gia công bằng chùm tia laser là quá trình xử lý nhiệt trong đó tia laser được dùng làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu. Nguyên lý hoạt động của chùm tia laser được trình bày ở hình 5.1 Hình 5.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của chùm tia laser. 1. Môi trường hoạt tính. 2.Nguồn ánh sáng kích thích. 3. Buồng cộng hưởng quang học. 4. Gương phản xạ toàn phần (độ phản xạ ánh sáng 100%) 5. Gương phản xạ bán phần trong suốt (độ phản xạ ánh sáng 50%) -Quá trình tác dụng của chùm tia laser vào vị trí gia công được chia ra các giai đoạn sau: Vật liệu gia công hút năng lượng của chùm tia laser và chuyển năng lượng này thành nhiệt năng. Đốt nóng vật liệu gia công tới nhiệt độ có thể phá hỏng vật liệu đó. Phá hỏng vật liệu gia công và đẩy chúng ra khỏi vùng gia công. Vật liệu gia công nguội dần sau khi chùm tia laser tác dụng xong. Hình 5.2. Cắt bằng tia laser III. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ III.1.Các Loại Laser: *Có 3 loại Laser chính : - Laser Rắn: - Laser Khí - Laser Lỏng III.2.Cấu Tạo Máy Laser: Máy Laser được cấu tạo bởi 3 phần chính sau: III.2.1.Môi trường Hoạt Tính: - Môi trường hoạt tính Khí - Môi trường hoạt tính Rắn - Môi trường hoạt tính Bán Dẫn Hình 5.3 Sơ đồ nguyên lý laser khí. Hình 5.3 Sơ đồ nguyên lý laser bán dẫn. III. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ III.2.2.Nguồn Kích Thích: Các phương pháp để kích thích môi trường Hoạt Tính : - Nguồn Sáng Đèn - Nguồn kích thích Dòng Điện - Bộ Cộng Hưởng Quang Học HÌnh 5.5. Nguồn sáng đền với laser và hệ thống quang học HL 54 P. Hình 5.6 Bộ cộng hưởng quang học. III. THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ III.2.3.Các Bộ Phận máy Laser gồm: - Máy Phát Laser - Bộ Hội Tụ Tia - Bộ Lọc Hình 5.8. Sơ đồ máy laser rắn. a.Một Số Máy Phát laser: a.Một Số Máy Phát laser: b.Các Phương Pháp Tập Chùm laser: *Dùng thấu kinh hội tụ: Hình 5.9. các biện pháp tạo mật độ năng lượng cao dùng thấu kính cầu và thấu kính hội 1. Nguồn sáng. 2. Thấu kính hội tụ. 3. vật gia công. b.Các Phương Pháp Tập Chùm laser: * Dùng hệ thống chiếu ảnh: Hình 5.10: Tập trung chùm tia bằng hệ thống màn chắn và thấu kính hội tụ. IV. Thông số chung. Năng lượng tích lũy trong nguồn phát cóthể tối đa là 6000 W.s và đỉnh cao của công suất lá 5000 W. Khin tập trung laser thành một điểm, ta có thể khoan được các vật liệu có đường kính từ 100 µm đến 250 µm. Cường độ ánh sáng đã được tập chung bằng lăng kính lớn gấp 40 lần cương độ ánh nắng mặt trời. Để khoan những lỗ nhỏ hơn phải dùng hệ thống lăng kính hội tụ và hệ thống điều chỉnh cơ kh, khi đó có thể gia công được các lỗ hay rãnh có đường kinh từ 2 đến 5 µm. Các thông số trong cát laser đối với kim loại. Khi cắt laser, mỗi thông số quan trọng đều là bề rộng vết cắt thông thường bằng hoặc hơn tia laser mmowtj chút, nên điều chỉnh tia laser rất quan trọng. Bề rộng đường cắt là hàm số của. Tiêu điểm. Vị trí tiêu điểm. Áp suất khí đến không gian. Yếu tố chất lượng tia. Tốc độ cát. Các bề rộng cắt điển hình khi cắt bằn laser. Các giá trị độ nhám bề mặt khi gia công laser với O2 Các tốc độ cắt kim loại khôg chứa sắt của laser CO2 và Nd: Các thông số công nghệ trong cắt phi kim. Tốc độ cát phụ thuộc vào: Năng lượng laser. Bề dày vật liệu. Các thành phần khí. Nước trong vật liệu cá vật liệu polime nhiệt dẻo được cắt bởi sự nóng chảy và đẩy các vật liệu nóng chảy ra khỏi vùng cắt. Tốc độ cắt của vật liệu phi kim loại của laser CO2. V. Ưu Nhược Điểm và Phạm Vi Sử Dụng: V.1. Ưu điểm. Có khả năng làm việc trong mội trường không khí, khí trơ, chân không, hoặc ngay cả trong chất kỏng hay chất rán truyền quang. Có thể gia công tất cả vật liệu. Không có sự tác dụng lực trực tiếp giau dụng cụ và phôi. Phù hợp với cá công việccats vật liệu cẻamic và các vật liệu bị phá hủy nhanh do nhiệt độ. Sự chính xác và khả năng gia công các lỗ nhỏ và đường cắt chuẩn xác với biến dạng xung quanh vùng gia công ít. Thời gian gia công ngắn do đó năng xuất cao. Có khả năng tạo ra cá rãnh và máng kẹp. Chế độ gia công êm hơp các gia công khác. V.2. Nhược điểm. Có kỹ thuật cao đầu tư lớn. Giá thành cao. Cần phải xác định chính xác điểm phải gia công. Sự phá hủy về nhiệt có ảnh hưởng tới phôi. V.3. phạm vi sử dụng: Trong công nghiệp, laser được sử dụng vào việc hàn, khoan, cát,v.v…các loại vật liệu có độ nóng chảy cao kể cả phi kim. Laser còn được dùng để kiểm tra chất lượng các sản phẩm đức, , độ tinh khiết của chất lỏng hoặc chất khí, các sản phẩm điện tử. Trong y khoa, laser được ứng dụng vào việc giải phẫu, điều trị bệnh võng mạc mắt, khoa răng, châm cứu. Laser còn thâm nhập vào cuộc sống của chúng ta qua các băng từ, máy in laser, may photo laser, và nhiều ứng dụng khác nữa.. TÀI LiỆU THAM KHẢO [1] Các phương pháp gia công mới _ PGS-TS. Trương Ngọc Thục ( 1995). [2] Máy cắt kim loại _ GS-TS. Nguyễn Ngọc cẩn. [3] Các phương pháp gia công _ TS. Phạm Ngọc Tuấn (đồng tác giả) (2005). [4] Đinh Minh Diệm, Giáo trình Công nghệ laser và một số phương pháp gia công đặc biệt trong cơ khí, Trương ĐHBK Đà Nẵng, 2002. [5] Trần Đức Hân, Nguyễn Minh Hiển, cơ sở kỹ thuật laser, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2001. Thanks you!