Lasersko rezanje metala

7/23/2019 Lasersko rezanje metala

1/29

Seminarski rad

LASERSKO REZANJE METALA


2/29

UVOD

LASERI se anas nalaze u irokom spektru proizvoa,koje koristimosvakodnevno,a da toga nismo ni svjesi.

LASERI se nalaze u razliitim tehnikim napravama o CD playera i zubarskih

builica pa sve o visokobrzinskih strojeva za rezanje i sustava za mjerenje.U svomseminarskom rau truio sam se to bolje opisati nastanak laserskesvjetlosti,povijest lasera,princip raa lasera,te nain na koji laserska zraka reematerijal.


3/29

1. POVIJEST LASERA

LASER je skradenica o engleske skupine rijei: Light Amplification byStimulate Emission of Raion to znaipojaavanje svjetlosti kroz stimuliranuemisiju zraenja.

1917.g. Albert Einstein je izraunao potrebne uvijete za nastanakSTIMULIRANE emisije.

1960.g. T. Maiman je prezentirao prvi laser,baziran na kristalu rubina.


4/29

1.1 OSNOVNI DIJELOVI LASERA

-OPTIKO POJAALO(aktivni laserski meij)

-OPTIKI REZONATOR(va paralelna zrcala)

-ENERGETSKA POBUDA SUSTAVA(optika pumpa)

Ba bismo detaljnije objasnili koja je uloga pojedinih dijelova lasera i kako nastaje

laserska emisija moramo poeti o atoma o kojih je graen laserski meij.


5/29

1.2 VEZA ATOMA/LASER

-ATOM se sastoji od jezgre i elektronskog

omotaa-ELEKTRONSKI OMOTA se sastoji o

elektrona koji krue po svojim putanjama

(ORBITALAMA).

-SVAKA ORBITALA moe primiti majvie va

elektrona

-Svaka otbitala ima oreenu energiju E1,E2,E3.

-ELEKTRONI mogu prelaziti iz jedne u drugu orbitalu

-E1-je OSNOVNO ENERGETSKO STANJE-tj.atomi imaju najniu energiju i elektroni

mirno krue oko jezgre u svojim orbitama.-E2 i E3 su via energetska stanja i kaemo a je atom u POBUENOM STANJU tj.

njegovi elektroni su preli iz nieg energetskog stanja u vie

-Prelaskom elektrona iz vieg energetskog stanja atom de osloboiti viak energije uobliku svjetlosti tzv.FOTON.


6/29

-E1-je OSNOVNO ENERGETSKO STANJE-tj.atomi imaju najniu energiju i elektronimirno krue oko jezgre u svojim orbitama.

-E2 i E3 su via energetska stanja i kaemo a je atom u POBUENOM STANJU tj.

njegovi elektroni su preli iz nieg energetskog stanja u vie-Prelaskom elektrona iz vieg energetskog stanja atom de osloboiti viak energije u

obliku svjetlosti tzv.FOTON.


7/29

1.3. STIMULIRANA EMISIJA

Laser je specifina naprava koja strogo kontrolira nain na koji pobueni atomi

otputaju fotone-LASERSKA ZRAKA nastaje fenomenom STIMULIRANE EMISIJE.

-pri prelasku na nii energetski nivo elektron emitira viak energije u obliku svjetlostitzv. FOTON

-ako foton pogoi atom u pobuenom stanju atom de otpustiti foton u istom smjerukao i upadni foton.

-ova va fotona pogaaju alje pobuene atome i nastaju novi fotoni.Ovaj procesnaziva se STIMULIRANA EMISIJA.

-a bi se mogla izazvti stimulirana emisija FOTON MORA IMATI TONO ODREENUBRZINU.


8/29

1.4.OSOBINE LASERA

-laserska svjetlost je MONOKROMATSKA,tj.sva svjetlost iz jednog izvora je potpuno

iste valne uljine(pa zato i iste boje).Valna uljina pojeinog lasera oreena jekoliinom energije koju elektron otputa pri prijelazu na nii energetski nivo.

-laserska svjetlost je KOHERENTNA,tj.svi fotoni se kredu u jenom smjeru.Zato i vallaserske zrake izglea kao pravac,a nema uubljenja i ispupenja,kao val koostalih oblika svjetlosti.

-laserska svjetlost je USMJERENA,tj.laserski zrak svjetlosti je veoma tanak ali je zato

KONCENTRIRANtj. visokog je inteziteta.Npr.svjetlost elektrine sijalice je vrlo

slaba i rasprena u svim smjerovima


9/29

2.PRINCIP RADA LASERA

-atomi se pumpaju sa osnovnog nivoa,E1, na visokoenergetski nivo,E3 ,tu atomi ostajukratko oko 10 s i potom prelaze na nivo E2 oslobaajudi foton.

-na nivou E2 ostaju ulje vrijeme oko 10 s.Ovje se nalazi vie pobuenih atoma nego

atoma u stabilnom stanju.-prelaskom atoma sa E2 nivoa na nivo E1 nastje stimulirana emisija tj. stvara se veliki

broj fotona.

-atomi olaze na zrcalo koje je 100 nepropusno tu se svijetlost pojaava olazi narugo zrcalo koje proputa 1 te svijetlosti.Uprvao ta svijetlost koja je izila van jelaserski snop.


10/29

3.LASERSKO REZANJE

-laseri se koriste za obrau razliitih materijala,plastike,metala,keramike.Koriste se zazavarivanje,rezanje,buenje i gotovo sve to se zamisliti moe.

-ovisno o materijalu kojeg obraujemo oabiremo vrstu lasera,njegovu valnuuljinu,snagu,repeticiju,ako se rai o pulsnom laseru vano je na pravilan nainkoristiti njegovu polarizaciju.

- u automobilskoj industriji koriste se roboti s laserskom glavom gdje je zavarivanje i

rezanje ijelova veoma vaan i osjetljiv posao koji se mora izvriti s najvedommogudom preciznodu.Najede se koristi laser s ugljinim ioksiom,N:YAGLASERI.


11/29

3.1.CO2 LASER ZA REZANJE

-obraa materijala vri se pomodu laserske zrake koja se obije u optikom

rezonatoru-skidanje materijala se ostvaruje apsorbcijom svjetlosne energijre laserske zrake i

povrinskom sloju obratka

-temperatura:od 4000-6000 K

-kod CO2 lasera laserska svjetlost je polarizirana

-polarizacija ima vrlo veliki utjecaj na apsorbciju energije u obratku

-poeljno je rezanje u smjeru polarizacije jer je taa rez tanji


12/29

3.2OSNOVE REZANJA LASEROM

-lasersko rezanje je toplinski postupak

-laserski snop ogovarajude snage usmjeri se na zaanu povrinu materijal sezagrijava,rastopi i ispari

-dio energije u obliku svjetlosti se apsorbira u obliku topline,dio se odbije a dio

prolazi kroz materijal


13/29


14/29

3.3.ODABIR LASERSKOG SNOPA

-za rezanje ebljih materijala potreban je veda arina uljina,jer je bolja kvalitetareza materijal se lake tali(preporuka 7,5 leda),

-za rezanje tanjih materijala potrebna je manja arina uljina(5leda).Veda gustodaenergije omoguduje bre rezanje.

REZNA GLAVA

-dno rezne glave, ujedno izlazi plin za rezanje je opremljena sa zamjenjivom

mlaznicom promjera 1-4 mm,-manji promjer-tanji materijali,

-vedi promjer-deblji materijali,

-potrebno je osigurati ovoljnu koliinu plina za rezanje


15/29

3.4.REZNA GLAVA

-dno rezne glave, ujedno izlazi plin za rezanje je opremljena sa zamjenjivom

mlaznicom promjera 1-4 mm,-manji promjer-tanji materijali,

-vedi promjer-deblji materijali,

-potrebno je osigurati ovoljnu koliinu plina za rezanje


16/29

PODRUJA UPOTREBE LASERA U INDUSTRIJI


17/29

3.5.KARAKTERISTIKE TEHNOLOGIJE LASERSKOG REZANJA

-snaga:negdje 10W-negdje 1kW

-odstupanja:0,25mm

-hrapavost Ra:2-25mm

-debljina obr:0,1-25mm

-irina reza:0.1-0.4mm

-uinkovitost laserske obrae ovisi o toplinskim i

optinim svojstvima materijala

-lako se obrauju krhki, tvri i meki materijali

-ko laserskog rezanja u proces se ukljuuje i

mlaz plina(O2,N2)

-mlaz plina ima fizikalno kemijski uinak izadatak ispuhivanja ostataka rezanja iz

reznog kanala


18/29


19/29

4.PREDNOSTI LASERSKOG REZANJA

Ekonomske prednosti:

-smanjuje ukupno vrijeme rada

-povedava kvalitetu proizvonje

Tehnoloke prenosti:

-lasersko rezanje je precizno,isto i tiho

-zrakom se moe rezati vrlo mala poruja u promjeru o 0,1-1mm

-poruje oko reza ima vrlo nisku izmjenu topline

-laseri mogu rezati sloene profile sa vrlo malim zrakama zakrivljenja

-nema mehanikog oira sa obratkom-lasersko rezanje ima visoki stupanj automatizacije

-laserskim rezanjem mogu se proizvoditi komadi koji ne trebaju dodatnu obradu


20/29


21/29


22/29


23/29


24/29


25/29


26/29


27/29


28/29


29/29

Lasersko rezanje metala

Documents