Mecanizado por rayo láser:definición, construcción, principio de funcionamiento, ventajas, aplicación

En este artículo, estudiaremos ¿Qué es el mecanizado por rayo láser? ? y sus subtemas como Definición, Partes o Construcción, Principio de Funcionamiento, Ventajas, Desventajas y Aplicación en detalle.

LASER:Son las siglas de Emisión estimulada de amplificación de luz de radiación .

Los diferentes tipos de láser son estado sólido, gas y semiconductor . En los láseres de alta potencia necesarios para el mecanizado y la soldadura, se utilizan láseres de estado sólido.

Estudiaremos en profundidad. Comencemos con la definición primero,

Definición de mecanizado por rayo láser:

El mecanizado por rayo láser es un proceso de mecanizado no convencional en el que el proceso de mecanizado por láser perfora la pieza de trabajo. Para eliminar el material de la pieza de trabajo, el proceso utilizó energía térmica.

Ahora nos estamos moviendo a la construcción o las partes principales, así que

Piezas o construcción de mecanizado por rayo láser:

El mecanizado por láser consta de las siguientes partes principales:

• Fuente de alimentación
• Condensador
• Lámparas de destello
• Espejo reflectante
• Haz de luz láser
• Cristal de rubí
• Lente
• Pieza de trabajo

Fuente de alimentación:

La corriente eléctrica o potencia se suministra al sistema. Se utiliza un sistema de potencia de alto voltaje en el mecanizado por rayo láser. Le dará energía inicial al sistema después de que comience la reacción en un láser que mecanizará el material. Hay un suministro de alto voltaje para que los pulsos se puedan iniciar fácilmente

Condensador:

Durante la mayor parte del ciclo, un banco de condensadores carga y libera la energía durante el proceso de parpadeo. El condensador se utiliza para el modo pulsado para cargar y descargar.

Lámparas de destello:

Es la lámpara de arco eléctrico que se utiliza para producir una producción extremadamente intensa de luz blanca que es un haz coherente de alta intensidad. Está lleno de gases que se ionizan para formar una gran energía que derretirá y vaporizará el material de la pieza de trabajo.

Espejo reflectante:

Los espejos reflectantes son dos tipos principales de internos y externos. Los espejos internos también llamados resonadores que se utilizan para generar, mantener y amplificar el rayo láser. Se utiliza para dirigir el rayo láser hacia la pieza de trabajo.

Haz de luz láser:

Es el haz de radiación producido por el láser mediante el proceso de amplificación óptica basado en la coherencia de luz creada por el bombardeo de material activo.

Cristal Rubí:

El láser de rubí produce una serie de pulsos coherentes de color rojo intenso. Lo logra mediante el concepto de inversión de población. Es un láser de estado sólido de tres niveles.

Lente:

Las lentes se utilizan para enfocar el rayo láser en la pieza de trabajo. Primero, la luz láser entrará en la lente expansiva y luego en la lente colimadora, lo que hace que los rayos de luz sean paralelos y la lente expansiva expande los rayos láser al tamaño deseado.

Pieza de trabajo:

La pieza de trabajo puede ser metálica o no metálica. En este proceso de mecanizado se puede mecanizar cualquier material.

Principio de funcionamiento del mecanizado por rayo láser:

El mecanizado láser se basa en el LÁSER y la conversión o proceso de energía eléctrica en energía luminosa y energía térmica.

Los electrones cargados negativamente en el modelo atómico giran alrededor del núcleo cargado positivamente en caminos orbitales. Depende del número de electrones, la estructura de los electrones, los átomos vecinos y el campo electromagnético.

Cada orbital de electrones está asociado con diferentes niveles de energía. Se considera que un átomo está a nivel del suelo a temperatura cero absoluta, en este momento, todos los electrones ocupan su energía potencial más baja.

Los electrones en el estado fundamental pasan a un estado superior de energía absorbiendo energía como un aumento de la vibración electrónica a temperaturas elevadas.

Se aplica alto voltaje en los extremos que conduce a la descarga y se formará plasma de gas. La inversión de población y la acción láser se llevarán a cabo debido a la transformación de energía.

El láser tiene un reflector 100% y el otro es un reflector parcial. El reflector 100% dirige los fotones dentro del tubo de gas y el reflector parcial permite solo una parte del rayo láser que se utilizará para el procesamiento de materiales.

El rayo láser producido se enfoca en la pieza de trabajo que debe mecanizarse. Cuando el láser golpea la pieza de trabajo, la energía térmica incide sobre la pieza de trabajo.

Esto se calentará, luego se derretirá, se vaporizará y, finalmente, el material se eliminará de la pieza de trabajo. Por lo tanto, el mecanizado por láser es un proceso de eliminación térmica de material que utiliza un haz de luz coherente para mecanizar la pieza de trabajo con mucha precisión.

En el proceso de mecanizado por láser, MRR (tasa de eliminación de material) depende de la longitud de onda utilizada porque decidirá la cantidad de energía que incide sobre ella.

Videos de trabajo de mecanizado por rayo láser:

Aplicación de mecanizado por rayo láser:

Los usos o aplicaciones del mecanizado por rayo láser son:

• El mecanizado por láser se utiliza para hacer orificios muy pequeños y soldar materiales refractarios y no conductores.
• Es más adecuado para materiales frágiles con baja conductividad y cerámica, tela y madera.
• El mecanizado por láser también se utiliza en cirugía, operaciones de microperforación.
• Ciencia espectroscópica y fotografía en la ciencia médica.
• También se utiliza en la producción de macromecanizado en masa.
• Corte de perfiles complejos para materiales delgados y duros.
• Se utiliza para hacer pequeños agujeros. Ejemplo:Tetinas del comedero para bebés.

Ventajas del mecanizado por rayo láser:

Las siguientes ventajas del mecanizado por rayo láser son:

• En el mecanizado por rayo láser, también se puede mecanizar cualquier material, incluidos los no metálicos.
• Se pueden mecanizar orificios extremadamente pequeños con buena precisión.
• La tasa de desgaste de la herramienta es muy baja.
• No hay fuerza mecánica sobre el trabajo.
• Los materiales blandos como el plástico y el caucho se pueden mecanizar fácilmente.
• Es una máquina muy flexible y fácil de automatizar.
• La zona afectada por el calor es muy pequeña.
• El mecanizado por láser proporciona un muy buen acabado superficial.
• Los materiales termotratados y magnéticos pueden soldarse sin perder sus propiedades.
• Se puede asegurar la ubicación precisa en la pieza de trabajo.

Desventajas del mecanizado por rayo láser:

Las desventajas del mecanizado por rayo láser son:

• El mecanizado por láser no se puede utilizar para producir un orificio ciego y tampoco se pueden perforar orificios demasiado profundos.
• Los agujeros mecanizados no son redondos ni rectos.
• El costo de capital y mantenimiento es alto.
• Hay un problema con los riesgos de seguridad.
• La eficiencia general del mecanizado por rayo láser es baja.
• Está limitado a láminas delgadas.
• La tasa de remoción de metal también es baja.
• La vida útil de la lámpara de flash es corta.
• Hay una cantidad limitada de remoción de metal durante el proceso.