Fil-bidu tal-2009, in-nies fl-industrija tal-ipproċessar tal-materjal bdew iħarsu lejn lejżers tal-polz li jistgħu jipprovdu qawwa tal-quċċata għolja, u lejżers kontinwi b'livelli ogħla ta 'enerġija. L-ogħla potenza ta 'dawn il-lasers ġeneralment tista' tilħaq 3 kW u l-qawwa medja hija ta '300 W. Il-qabża fit-teknoloġija wasslet għal qawwa ogħla u medja ogħla. Illum, ġew introdotti poteri ta 'l-ogħla sa 20kW, poteri medji ta' 2kW, u lejżers kontinwi ta 'qawwa ultra-għolja. L-aġġornament kontinwu tal-qawwa ġiegħel il-lejżer tal-fibra lejn l-istadju tal-ipproċessar tal-apparat aerospazjali.
Meta mqabbel mal-lejżers Nd: YAG tradizzjonali, il-lejżers tal-fibra tejbu b’mod sinifikanti l-effiċjenza tal-konverżjoni elettro-ottika u l-luminożità tar-raġġ (modalità waħda jew operazzjoni bi ftit baxx), u ma jeħtiġux tisħin minn qabel. Meta l-qawwa tinbidel, kemm jekk hija l-modalità top-flat (kif muri fil-figura) (1)), jew il-mod Gaussjan, id-dijametru tal-post dejjem jibqa 'stabbli, fl-istess ħin, il-frekwenza tal-polz hija ogħla, u l- L-aġġustament fil-ħin reali tal-parametri huwa aktar qawwi. Minħabba li l-lejżer tal-fibra juża emittent wieħed biex jesċita, għandu qabża kwalitattiva f'termini ta 'affidabilità, stabbiltà tal-qawwa u flessibilità meta mqabbel ma' lejżers tal-pompa flash.
Fid-dawl tal-metodi ta 'applikazzjoni flessibbli u diversi tal-lejżers tal-fibra, mhux biss jistgħu jiġu installati bħala magni ġodda, iżda wkoll linji ta' produzzjoni eżistenti jistgħu jiġu aġġornati, u għalhekk qegħdin jokkupaw aktar ishma tas-suq. Is-sistemi ta 'produzzjoni preċedenti kollha li jużaw lejżers Nd: YAG jistgħu jiġu kkonvertiti għal lejżers tal-fibra.
Bżonnijiet ta 'tħaffir fl-avjazzjoni
L-industrija tal-ajruspazju hija bla dubju industrija oħra li bbenefikat ħafna mill-lejżers tal-fibra. Fl-industrija kurrenti ta 'l-avjazzjoni, magna tat-turbina jista' jkollha daqs miljuni ta 'toqob, li jintużaw prinċipalment biex jgħinu l-apparat joħroġ is-sħana f'waqtha waqt it-tħaddim. Il-ħxuna, l-angolu, id-dijametru, u l-għamla tat-toqob ivarjaw. Fil-qasam tal-applikazzjonijiet tat-tħaffir tal-ajruspazju, il-lejżer tal-fibra l-ġdid huwa għażla aktar mgħaġġla, aktar flessibbli, aktar stabbli u iktar kosteffikaċi.
Hemm żewġ modi ewlenin biex tipproduċi toqob ta 'tkessiħ għal apparat ta' l-avjazzjoni: wieħed huwa li tuża impulsi multipli biex jiffurmaw toqob ta 'tħaffir skond l-apertura meħtieġa (tħaffir bil-polz); l-ieħor huwa li tuża tikek żgħar biex tmexxi r-raġġ f'medda ċirkolari biex tifforma toqba ta 'tħaffir (Socket). B'mod ġenerali, is-sokit huwa aktar bil-mod, iżda l-għamla hija aktar perfetta. F'xi applikazzjonijiet, toqob tal-kmiem biss jistgħu jintgħażlu. Dawn it-toqob normalment ikollhom dijametru ta ’0.015-0.030in. Hemm ukoll ħtieġa speċjali ta 'tħaffir fil-qasam tal-avjazzjoni, li hija toqba forma ta' fann li jgħaqqad it-toqba li tillimita l-kurrent. Dawn it-toqob b'forma ta 'fann huma l-iżbokk tal-arja tat-tkessiħ, l-iskop huwa li jiddevja l-istess fluss ta' arja għal żona akbar biex jinkiseb effett ta 'tkessiħ aħjar. Fil-preżent, hemm prinċipalment il-proċessi li ġejjin għall-produzzjoni ta 'toqob b'forma ta' fann: l-ewwel huwa l-post żgħir Q-switched laser + skaner. L-iskaner jintuża biex tiskannja l-għamla fil-ħruġ tal-orifiċju. L-użu ta 'dan il-metodu biex tipproċessa toqba b'forma ta' fann jeħtieġ li żewġ magni joperaw separatament. It-tieni metodu huwa li tnaqqas id-daqs tal-post biex toħloq taper, u mbagħad tuża nesting CNC, iżda dan il-metodu huwa ħafna aktar bil-mod mill-metodu "f'żewġ stadji" mgħammar bi skaner; It-tielet metodu huwa li tuża t-teknoloġija tat-tħaffir EDM, u żżid toqba f'forma ta 'fann wara li tkun ġiet iffurmata t-toqba ta' restrizzjoni. Huwa importanti ħafna li jiġi evitat it-tqaxxir tal-kisi tal-barriera termali meta tħaffer toqba forma ta 'fann, u ħafna mill-apparat issa għandhom kisja ta' barriera termali.
Applikazzjonijiet għat-tħaffir mill-ajru tal-lejżers tal-fibra
Meta mqabbel ma 'lasers Nd: YAG bil-pulsazzjonijiet, il-vantaġġi tal-lejżers tal-fibra huma ovvji. L-ewwel, is-sors tal-pompa tal-lejżer tal-fibra huwa dijodu aktar milli flash, u għalhekk jista 'jifforma mewġa kwadra perfetta. It-tieni, il-lejżer Nd: YAG bl-użu ta 'pompa flash tmajna, u għalhekk parti mill-enerġija tal-lejżer hija dejjem taħt il-limitu ta' evaporazzjoni taż-żona mmirata Din il-parti tal-enerġija se ddub il-materjal u tikkawża li l-kisi tal-barriera termali jitqaxxar. Sabiex tissodisfa l-ispeċifikazzjonijiet tas-saff ta 'riformulazzjoni, il-perjodu tal-polz irid ikun inqas minn 1 ms. F'dan ir-rigward, il-lejżers tal-fibra għandhom vantaġġ assolut, minħabba li jistgħu jiġġeneraw forom tal-mewġ kwadri, u għalhekk l-użu ta 'impulsi ta' 10ms jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tat-tagħmir tal-avjazzjoni għal riforniment u cracking tal-ispeċifikazzjonijiet.
Aħna nużaw kamra tal-kombustjoni bħala eżempju. Meta tuża tħaffir bil-polz, il-kamra tal-kombustjoni ddur diversi drabi fl-istess ħin waqt il-proċess tat-tħaffir. F'dan il-każ, 5 impulsi huma meħtieġa biex tħaffer, u 2 pulsazzjonijiet aktar jintużaw biex jiffurmaw toqba b'forma ta 'fann. Normalment il-frekwenza massima ta 'repetizzjoni ta' dan il-lejżer hija ta '10 impulsi / sekonda. Il-lejżer tal-fibra jista 'jifforma toqba tal-fann b'impuls twil. Jekk jintuża l-istess perjodu ta 'polz u enerġija tal-polz bħall-lejżer Nd: YAG, il-veloċità tista' tilħaq 10 darbiet l-oriġinal. Sew jekk pulsazzjonijiet singoli jew tnejn twal jew impulsi multipli, tista 'tinkiseb l-istess kwalità tat-tħaffir. Barra minn hekk, il-lejżer tal-fibra jista 'wkoll jaġġusta l-perjodu tal-polz matul u wara t-tħaffir, minflok juża impulsi multipli l-ħin kollu, li huwa ta' benefiċċju biex tiġi evitata ħsara lill-ġisem.
Il-karatteristika tal-lejżer tal-fibra mqaxxra hija li jista 'joħroġ fil-modalità top-flat, waqt li l-laser Nd: YAG huwa bejn wieħed u ieħor mod Gaussjan. Għalhekk, bis-saħħa tal-modalità top-flat, l-enerġija kollha ta 'l-ewwel taqbeż il-limitu ta' l-evaporazzjoni, filwaqt li parti konsiderevoli ta 'l-aħħar hija taħt il-limitu. Studji wrew li biex jinkiseb l-istess effett tat-tħaffir taħt l-istess kundizzjonijiet, lejżers tal-fibra jeħtieġu inqas enerġija. Ir-raġuni hija l-modalità tal-mewġ kwadru + flat top. Huwa preċiżament minħabba din il-karatteristika li l-lejżers tal-fibra huma aktar effiċjenti fit-tħaffir u huma inqas termalment imħassra. B'inqas ħsara termali, kemm it-tqaxxir tal-kisi kif ukoll it-tfassil mill-ġdid se jitjiebu.
Waħda mir-raġunijiet għaliex il-lejżers Nd: YAG ġibdu ħafna l-attenzjoni hija l-proprjetajiet uniċi ta 'diverġenza tar-raġġi. Id-daqs tal-post jista 'jinbidel biż-żieda jew it-tnaqqis tal-qawwa. Sakemm il-fokus jiġi ffokat mill-ġdid, tista 'tinkiseb l-apertura meħtieġa. Xi lasers Nd: YAG jintegraw teleskopju intern li jiffokaw biex ibiddlu l-angolu ta 'diverġenza tar-raġġ, iżda dan l-aġġustament jirrikjedi grad għoli ta' professjonaliżmu tal-operatur, jieħu ħafna ħin, u parametri korretti, u għalhekk ħafna nies mhumiex ottimisti b'dan il-metodu. F'dan il-punt, il-laser f'fibra huwa eżatt l-oppost. Minħabba li l-forma li tiffoka tagħha hija perfettament ċirkolari, ma tinbidilx meta l-qawwa tiżdied jew tonqos, u jekk teleskopju skalabbli jitpoġġa fis-sistema, huwa jkun jista 'jibdel b'mod dirett id-daqs tal-post fokali waqt it-tħaffir tat-titjira. Il-firxa normalment tkun 3-1.
Il-flessibilità tal-lejżers tal-fibra hija ħafna iktar minn dik tal-lejżers Nd: YAG. Dan huwa prinċipalment minħabba li d-dijodi ta 'reazzjoni għolja ta' l-ewwel jistgħu jbiddlu l-perjodu tal-polz u l-livell tal-qawwa waqt it-tħaffir tat-titjira, li jippermetti lill-operaturi jużaw livelli ta 'qawwa differenti u perjodi ta' polz biex joħolqu s-sekwenza tal-polz mixtieqa. Pereżempju, ibda b'qawwa baxxa, polz qasir, u mbagħad żżid il-qawwa u l-polz f'sensiela bbażata fuq rekwiżiti speċifiċi ta 'tħaffir. Minħabba li l-lejżers tal-fibra jistgħu jipprovdu qawwa tal-quċċata għolja fil-firxa tal-kW waqt li jiġu aġġustati d-daqs tal-post u l-perjodu tal-polz (sa 10 μs), magna waħda biss hija biżżejjed.
Meta tuża t-teknoloġija tal-kmiem, il-veloċità tal-ipproċessar tal-lejżer tal-fibra tista 'tilħaq 10 darbiet dik tal-lejżer Nd: YAG ippumpjat bil-lampa. Mhux hekk biss, il-lejżer tal-fibra jista 'wkoll jiġi kkonvertit fi produzzjoni kontinwa ta' sa 2kW meta tħaffer waqt it-titjira biex tinkiseb qtugħ b'veloċità għolja. Għal xi disinni tal-kombusturi, dan in-numru jista 'jissaħħaħ aktar. Fil-qosor, lejżers tal-fibra bil-pulsazzjonijiet huma ideali għal qtugħ ta 'pjanċi eħxen u applikazzjonijiet ta' tħaffir b'veloċità għolja.
