CO2 лазерийн тэмдэглэх процессын үед шархны толгойн үүсэлтийг саархуулах

CO₂ лазер тэмдэглэгээний процесст түлэгдэлтийн толбо үүсэх үндсэн шалтгаанууд

CO₂ лазер-материалын харилцан үйлчлэлийн үед дулааны хуримтлал ба флашбук динамик

Материал нь дулаан хэлбэрээр гаргаж авахаас илүү их лазерын энергийг шингээхэд бид дулааны хуримтлал гэж нэрлэгддэг зүйлтэй тулгардаг. Энэ нь халуун цэгүүд үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд ялангуяа импульс бүр өмнөхөөс үлдсэн дулаанд нэмдэг урт хугацааны ажлын мөчлөгийн үед мэдэгдэхүйц байдаг. Мөн дулаан нь боловсруулалтын зам дагуу буцаж хөдөлдөг, заримдаа аль хэдийн боловсруулсан хэсгүүдийг шатаадаг флаш буцах динамик гэж нэрлэгддэг зүйл байдаг. Энэ нь дулааныг сайн дамжуулдаг материалуудад, жишээлбэл, зарим металл бүрхүүлд илүү их тохиолддог. Акрил материалууд нь дулааныг тийм ч үр дүнтэй тараадаггүй тул ердийн модтой харьцуулахад 38 орчим хувиар илүү хурдан дулаан хуримтлуулах хандлагатай байдаг. Ихэнх хуванцарууд температур 150 хэмээс дээш удаан байх үед нүүрстөрөгч болж задарч эхэлдэг. Ийм төрлийн гинжин урвалын гэмтлийг зогсоохын тулд операторууд хөргөх хугацаа шаардагдахаас өмнө хэр их эрчим хүч хэрэглэж байгаа болон тодорхой материал бүр юуг тэсвэрлэж чадах хоорондын тэнцвэрийг олох хэрэгтэй.

Ирмүүн дээрх шархлах, лазерийн сүүлний нөлөө, түүнчлэн түүнд хамаарах дэд-материалуудын урвуу талд тэмдэглэл үлдээх

Сийлбэрийн ирмэгүүд түлэгдэх үед ирмэгийн түлэгдэлт үүсдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн Гауссын цацраг хэрхэн ажилладагтай холбоотой юм. Эдгээр цацрагийн эрчим хүчний профайл нь хил хязгаарт энерги хуримтлуулах хандлагатай байдаг. Лазерын толгойнууд ажиллах явцад удааширч эсвэл бүрэн зогсоход тэд нэмэлт дулаан үлдээдэг бөгөөд энэ нь бидний сүүлний нөлөө гэж нэрлэдэг зүйлийг үүсгэдэг. 2023 онд Laser Applications сэтгүүлд нийтлэгдсэн саяхны судалгаагаар хөнгөн цагаан эд ангиудын тэмдэглэгээтэй холбоотой бүх асуудлын гуравны хоёр орчим нь эдгээр сүүлний нөлөөллөөс үүдэлтэй байдаг. 3 мм-ээс нимгэн материалын хувьд урвуу талын тэмдэглэгээ гэж нэрлэгддэг өөр нэг асуудал байдаг. Үндсэндээ дулаан нь материалын нөгөө талыг нэвтлэн гэмтээдэг. Энэ нь үйлдвэрлэгчид PET хальс болон нимгэн модон өнгөлгөөтэй үед ихэвчлэн харагддаг зүйл юм. Өөр өөр материалууд бас өөр өөрөөр хариу үйлдэл үзүүлдэг. Аноджуулсан хөнгөн цагаан нь зэвэрдэггүй гантай харьцуулахад ирмэгийн түлэгдэлтийн асуудалд онцгой өртөмтгий бөгөөд 20 орчим хувиар илүү мэдрэмтгий байдаг. Нөгөөтэйгүүр, өтгөн хатуу мод нь ерөнхийдөө давирхайгаар дүүргэсэн ламинат бүтээгдэхүүнээс хамаагүй илүү сүүлний нөлөөллийг тэсвэрлэдэг.

Цахилгаан-хүчдлийн CO₂ лазерийн тэмдэглэлд шархлаас саад тавих параметрүүдийг сонгож тохируулах

Акрил, мод, хучилттой металл дээрх хүч–хурд–фокус гурвалжин тохируулалт

Үйлдвэрлэлд CO₂ лазерийн цуврал хоолойн ахисан наслын нөлөөлөл ба хүчний хазайлтыг нөхөн төлбөрлөх

Нүүрстөрөөд хийн резонаторын хоолойнууд жил бүр тухайн хүчин зүйлийн 6%–ийг алдаж, түүн дагуу хүчдэл хазайлт (power drift) асуудал үүсдэг, үүн нь төрөлхийн тэмдэглэлд төрөлхийн тааралдахгүй бүдүүршүүр, гүнзгий давхарга доорх шарлах асуудлуудын шалтгаан болой. Өнөөдөр замкнут хүрээний хяналтын системүүд ашиглан хүчдэл түвшнийг хянах нь ухаалаг шийдэл. Ихэнх экспертууд хүчдэл түвшин 5%–аас дээш гарвал тревога сүүдэрлүүр суурьхуулж, автомат дахин тохируулах хэрэгцээ үүсдэг гэж зөвлөж буй. Техник хүрээлэнгийн хөтөлбөрт заавал хийн хольцны бүрдэл шалгах, ASTM E2108 стандартын дагуу толин тусгалын чадварыг шалгах ажил хамран орж буй. Бүрхүүлд цагаан бүрхүүл (optics) бохирдож, системийн үр дүнд илтгэл үзүүрлүүр хүртэл 15%–ийн алдагдал үүсгэж буй. Хуучин техник хүрээлэнгийн тохиргоонд хүчдэл хазайлтын өөрчлөлтийг компенсацийн программын алгоритмүүд ашиглан засварлах нь хүртэл үлдсэн үнэ цэнэтэй. Энэ нь тэмдэглэл чачинхайг бүх нийлүүлэлтүүд дагуу тогтвортой хадгалахад тусалж, сүүлд хийгдсэн судалгаануудын дагуу том масштабын электрон бүрдэл үйлдвэрлэлийн үйлдвэрт хаягдмуйн хэмжээг ойролцоогоор 30%–иар бүүрнүүрлүүр бууруулж буй («Laser Processing Journal» сүүлд хийгдсэн судалгаа).

Надёжнй CO₂ лазерийн тэмдэглэлтүүн хүртэлх дулааны удирдлагын стратегийн

Агаарын тусламжийн сонголт: даралтын градиентүүд, цоргоны дизайн, хөхрүүлэх үр дүн (ASTM F3294-22-т хармонизаци)

Агаарын тусламжийг зөвхөн тохируулах нь дулааны нуримтлалыг хянахад бүх ялгааг үүсгэдэг, мөн түүн дотор материал дээр тааламжгүй шархууд, талын харшлалыг үүсгэдэг. ASTM-ийн F3294-22 стандартын дагуу, даралтыг ойролцоогоор 0.2–0.5 МПа хооронд барьж байх нь хаягдмуйн хөдөлгөөний сүүдлүүр үзэгдэл үүсгэдэг, ялгаатай хог хаягдмуйн хөдөлгөөнүүдийг ариутгадэг, мөн ажил хийнхүүр ойрхон температурыг ойролцоогоор 40°C-аар бууруулдэг. Олон мастер-лангийн газар конус хэлбэрт нүүрлүүрүүд нь ердийн цилиндрийн нүүрлүүрүүдтэй харьцуулж, хүртэл 2–5 мм өндөрт байлгаж байх нь илүү үр дүнтэй гэж үздэг. Эдгээр конус хэлбэрт нүүрлүүрүүд нь лазерийн түүдүүрт хүртэлх бүх талын шархуудыг ойролцоогоор дөрөвнөөс нь нэг хүртэл бууруулдэг, учир нь түүдүүрт хүртэлх бодит цэгийн ойрхон агаарын урсгалыг илүү чиглүүлдэг. Акрилийн ба модны материалын хувьд олон техникчид үүрдүүр агаарын оронд ажилд азотын урсгалыг 12–18 литр/минут хурдтай ашигладэг. Энэ нь пульсийн лазерийн тохируулалттайд хослуулж ажилд ашигладэг, учир нь дулааны нуримтлалыг хязгаарлаж байхад онцгой үр дүнтэй. Нүүрлүүрүүдийн төвд бүрэн тааруулж байхыг хянах, мөн хийн цэврүүдийг хадгалах нь зөвхөн сайн практик биш — дулааны удирдлагын шаардлагыг хангах, мөн үлдсэн энергийн ухрах урсгалын улмаас ард талд үүсдэг тааламжгүй шархуудыг саархуулахад үүнээс илүү чухал.

CO₂ лазерийн тэмдэглэлт материал бэлтгэл ба хамгаалын арга хэмжээ

Хамгаалалтын хавтгай хүрээлэн бүүрэх хувьсагч vs. хамгаалалтын доод хувьсагч: үлдэц, масштабируем байдлын нөхцөл, урвуу талд шархлахын бууралт (PET-д суурилдаг силикон хавтгай хүрээлэн бүүрэх хувьсагчаар дунджаар 42% сайжрол)

Материалыг хэрхэн бэлтгэж байгаа нь үйлдвэрлэлийн явцад түлэгдэлтийн ул мөр гарч ирэх эсэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ердийн масклах тууз нь боловсруулалтын дараа цэвэрлэх шаардлагатай наалдамхай үлдэгдэл үлдээх хандлагатай байдаг бөгөөд үүнээс гадна барзгар эсвэл тэгш бус гадаргуу дээр сайн ажилладаггүй тул цаашдын асуудал үүсгэдэг. Сайн мэдээ гэвэл PET суурьтай силикон тууз нь хоёр асуудлыг бүрэн шийддэг. Туршилтаар энэ төрлийн туузыг ашиглах үед арын хэсэгт түлэгдэлт 42 орчим хувиар бага байгааг харуулж байна, учир нь силикон нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд илүү сайн дулаан тусгаарлагч болдог. Энэ туузыг онцгой болгодог зүйл бол ердийн хатуу туузууд хийж чадахгүй бүх төрлийн хэлбэр, хэмжээтэй хэрхэн зохицдог явдал юм. Хамгийн сайн үр дүнг хайж байхдаа силикон давхарга нь PET суурь материалын дээр шууд байрладаг туузыг сонгоорой. Энэхүү тохиргоо нь дулааныг илүү жигд тараахад тусалдаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн явцад тэмдэглэгээг цэвэр, ирмэгийг хурц байлгадаг.

Түгээмэл асуулт

CO₂ лазер тэмдэглэгээнд дулааны хуримтлал гэж юу вэ?

Дулааны нуримшлүүр үүсдэг, когда материал лазерийн энергийг дулааны хэлбэрт шингээдэг, гэтэд түүнийг дулааны хэлбэрт сарниулж чадахгүй, урт хугацааны ажиллах циклд халуун цэгүүд үүсдэг.

CO₂ лазерийн тэмдэглэлд шархны мөрдүүрүүдийг хэрхэн багасгаж болох вэ?

Шархны мөрдүүрүүдийг хүч, хурд, фокус тохируулалтыг сонгож, агаарын тусламж ашиглан, PET-дүүрсэн силикон бүрхүүртэй хавтгайнууд зэрэг материалын бүрхүүрлүүрүүдийг зөв бүрхүүрлүүрүүдийг хангаж, шархны мөрдүүрүүдийг багасгаж болох.

Лазерийн тэмдэглэлд агаарын тусламж ямар үйлдлийн үр дүнд ордог вэ?

Агаарын тусламж нь ламинар урсгал үүсгэж, лазерийн толгойн ойрхинхүүд бүрхүүрлүүрүүдийг ариутгаж, температурыг бууруулж, шархны мөрдүүрүүдийг ба харлаж ирсэн ирмүүдийг саатуулж, дулааны нуримшлүүрүүдийг хянахад тусалдаг.