Mecanizado por rayo láser:principio, trabajo, equipos, aplicación, ventajas y desventajas

Hoy aprenderemos sobre el principio de mecanizado por rayo láser, el funcionamiento, los equipos, la aplicación, las ventajas y desventajas con su diagrama. El mecanizado por rayo láser es un proceso de mecanizado térmico que utiliza un rayo láser para producir calor. En este proceso de maquinado, el metal se elimina por fusión y vaporización de partículas de metal de la superficie de la pieza de trabajo. Es un proceso de mecanizado no convencional en el que no se utiliza ninguna herramienta. Se utiliza para mecanizar materiales metálicos y no metálicos. Se utiliza principalmente en operaciones de corte y perforación.

Mecanizado por rayo láser:

Principio:

La palabra láser significa amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Cuando un electrón de un átomo absorbe energía de una fuente externa, el electrón que se encuentra en su nivel de energía original, salta a un nivel de energía superior. Esta no es una condición estable del átomo, por lo que este electrón emite la energía absorbida en forma de fotones y vuelve a su estado original. Si un átomo que ya está en un nivel de energía superior absorbe energía, emitirá el doble de energía para volver a su estado original. La energía emitida por el átomo tiene la misma frecuencia y longitud de onda que la energía estimulante. Esto es fundamental del láser. Cuando el material láser se coloca en presencia de alguna otra fuente de energía, absorbe energía en algún momento y la libera cuando alcanza su límite de absorción. Este haz de luz altamente amplificado se llama láser.

Principio de soldadura por rayo láser

Este proceso de mecanizado funciona con la propiedad básica del láser. Utiliza un rayo láser, que es una luz estrecha, monocromática de alta intensidad que puede cortar o mecanizar cualquier metal y no metal. Puede usarse para cortar cualquier material independientemente de la dureza de la pieza de trabajo. También se puede usar para cortar diamantes, que es el material más duro conocido en la tierra.

Equipos:

Mecanizado por rayo láser

Fuente de alimentación:

Proporciona la energía para la excitación de electrones desde un nivel de energía más bajo a un nivel de energía más alto. Esto da energía a las lámparas de flash de xenón, que producen energía luminosa. El material láser está expuesto a la energía de la luz para seguir almacenando energía.

Tubo de descarga láser:

El material láser llenó el tubo de descarga láser. En él se lleva a cabo la excitación del electrón y su regreso a su estado original. Un lado es parcialmente transparente para la apertura del láser y el otro lado se refleja al 100%. Está situado entre la lámpara de flash.

Material láser:

Hay muchos tipos diferentes de material láser disponibles, pero en el mecanizado posterior se utiliza principalmente CO2 (ondas pulsadas o continuas) y Nd:YAG. El óxido de carbono es un material láser que emite luz en la región infrarroja. Puede proporcionar hasta 25 KW de potencia en modo de onda continua. El otro se llama granate de itrio y aluminio dopado con neodimio, es un láser de estado sólido que puede emitir luz a través de fibra óptica. Puede generar alrededor de 50 KW de potencia en modo pulsado y 1 KW de potencia en modo continuo.

Lente de enfoque:

Una lente de enfoque se utiliza en la operación de mecanizado por láser. Es una lente convexa cuyo foco está en la pieza de trabajo.

Trabajando:

Como sabemos, la energía láser se utiliza para eliminar el metal de la pieza de trabajo. Su proceso puede resumirse como sigue.

• Primer material láser CO2 u otros gases introducidos en el tubo de descarga láser.
• Ahora encienda la alimentación suministrada que está conectada por la lámpara de flash. Estas lámparas producen energía luminosa que solía excitar los electrones del átomo.
• Los átomos del material láser absorben energía de la energía luminosa producida por la lámpara de destello. Conduce el salto del electrón orbital del átomo desde un nivel de energía bajo a un nivel de energía alto. Esta es la condición inestable del átomo.
• Esta energía inicialmente se ciega en material láser. Cuando los átomos absorben suficiente energía, comienzan a emitir energía continuamente. Esta es una luz coherente de la misma frecuencia y la misma longitud de onda altamente amplificada.
• Esta luz láser recogida por la lente de enfoque y dirigida hacia la pieza de trabajo.
• Ahora, el láser que incide sobre la pieza de trabajo inicia el proceso de mecanizado derritiendo o vaporizando el material de la superficie de contacto.

Este es todo el proceso de mecanizado por rayo láser.

Aplicación:

• Se utiliza para perforar orificios pequeños de aproximadamente 0,005 mm de diámetro en refectorios y materiales cerámicos.
• Se utiliza para taladrar y cortar tanto metales como no metales.
• Se usa ampliamente en las industrias electrónica y automotriz.
• Se utiliza principalmente en las industrias aeroespaciales.
• Se utiliza para mecanizar perfiles complejos donde no es posible mecanizar con herramienta.

Ventajas y desventajas:

Ventajas:

• Puede cortar todo el material.
• Sin costo de herramientas porque no se requiere ninguna herramienta física.
• Produce pieza de acabado o alto acabado superficial.
• Sin desgaste de herramientas porque no se utiliza ninguna herramienta física.
• Los microagujeros se pueden perforar con precisión.
• La forma compleja se puede mecanizar fácilmente porque el láser se puede mover en cualquier camino.
• El material muy duro se puede cortar a través del mecanizado por rayo láser.
• Se puede lograr una alta precisión.
• Se puede automatizar fácilmente y es flexible.

Desventajas:

• No es económico cuando se corta un gran volumen de la misma forma en comparación con el estampado.
• Alto costo de capital y mantenimiento.
• No se puede utilizar para producir un agujero ciego.
• El láser puede conducir a riesgos de seguridad.

Se trata del principio de mecanizado por rayo láser, el funcionamiento, los equipos, la aplicación, las ventajas y desventajas con el diagrama. Si tiene alguna consulta sobre este artículo, pregunte comentando. Si te ha gustado este artículo, no olvides compartirlo. Suscríbete a nuestro sitio web para más artículos interesantes. Gracias por leerlo.