Masa Depan Teknologi Pemotongan Lembaran Logam
Pemotongan laser juga telah berubah sejak beberapa dekad yang lalu. Pertama terdapat laser CO2. Ini memerintah tertinggi selama beberapa dekad, sehingga pendatang baru memasuki tempat kejadian dalam bentuk laser serat.
Kedua-dua laser dan laser serat CO2 mempunyai kelebihan dan kekurangannya - CO2 sering dilihat sebagai laser serba guna, tetapi kadang-kadang tidak mempunyai kelajuan, sementara serat pada umumnya lebih cepat, tetapi menghalang penghalang apabila memotong bahan tebal. Hanya baru-baru ini industri laser serat mula mula mengejar CO2 dari segi ketebalan bahan (lihat artikel Mac 2014, "The Leap Next dalam Pemotongan Laser Serat").
Dan sekarang, OEM sedang berusaha ke arah generasi seterusnya sistem pemotongan laser menggunakan jenis baru laser yang disebut laser diod langsung. Walau bagaimanapun, terdapat hanya satu laser diod langsung yang sedia ada yang sebenarnya mampu memotong keluli. Buat masa ini, kebanyakan sistem laser diod digunakan dalam operasi seperti merawat haba dan pelapisan.
Menurut Koheren, HighLight 10000D, sebahagian daripada sumber laser diarahkan langsung oleh D-Series syarikat, menyediakan sehingga 10 kW kuasa diod langsung pada 975 nm.
Ditanya untuk menjelaskan apa sebenarnya laser diod, Frank Gaebler, Pengurus Pemasaran Produk Kanan untuk CO2 Lasers di Coherent, Inc., berkata, "Anda mungkin mendapat satu duduk dalam beberapa kaki dari anda sekarang, jika anda mempunyai komputer dengan pemain CD, DVD atau Blu-Ray.
"Ini adalah peranti semikonduktor yang, di bawah keadaan yang tepat, memancarkan cahaya laser, dan bukannya cahaya yang tidak sepadan seperti LED, bermakna ia dapat difokuskan ke tempat yang lebih ketat."
Gaebler terus mengatakan bahawa garis bawah adalah laser diod langsung sangat cekap elektrik.
"Bagi jumlah tenaga elektrik yang anda masukkan, anda akan mendapat sejumlah kuasa optik," katanya. "Itu berbeza dengan kebanyakan jenis laser lain di mana anda mungkin hanya mendapatkan kecekapan penukaran beberapa peratus - anda meletakkan banyak kuasa, dan anda mendapat sedikit cahaya."
Perumahan ini dikimpal menggunakan laser diod langsung.
Tracey Ryba, Pengurus Produk untuk Laser di TRUMPF Amerika Utara, menjelaskan apa yang membuat laser dioda sangat berbeza.
"Tidak kira teknologi laser yang anda bicarakan, mereka mempunyai tiga komponen yang sama: medium aktif, pengujaan dan rongga optik," katanya. "Biasanya, selama 10 tahun yang lalu, dioda telah digunakan untuk pam laser serat atau cakera, tetapi ketika teknologi telah berubah, kami telah melihat letupan teknologi dioda dalam kualiti balok, atau kecerahan dioda. Ini telah bertambah baik secara mendadak, jadi sekarang kita dapat mengambil dioda pam itu dan memasangkannya ke serat. Dengan cara ini, anda tidak lagi aktif mengepam media.
"Dengan CO2, anda menggunakan elektrik untuk mengepam gas; dengan gentian dan cakera, anda menggunakan dioda untuk pam; dan sekarang kita dapat benar-benar mengambil diod itu yang mengepam medium itu, mengambil cahaya diod itu sendiri, dan menggabungkannya terus ke serat dan menyampaikannya ke bahagian kerja. Itulah sebenarnya evolusi teknologi diod selama lima atau tujuh tahun yang lalu; ia telah mengubah landskap ". Dengan kata lain, laser diod langsung memotong perantara, dan dengan berbuat demikian, mereka menawarkan kadar kecekapan yang lebih tinggi.
"Jika anda melihat laser CO2, mereka menawarkan kira-kira 10 peratus kecekapan pasang dinding," kata Ryba. "Serat dan laser cakera adalah kira-kira 30 peratus pembakaran dinding yang memancarkan tenaga yang cekap, sementara laser diod kini sekitar 40 peratus tembaga yang cekap dan mungkin menghampiri hampir 50 peratus pada tahun-tahun akan datang. Dengan laser diod, anda pada asasnya mengeluarkan bahagian-bahagian laser, dan sebenarnya anda hanya menggunakan bahagian pam, jadi ia menjadi proses yang sangat berkesan. "
Seiring dengan peningkatan kecekapan plag dinding, Gaebler juga menunjukkan bahawa laser diod menghasilkan kurang haba. "Untuk membezakannya, dengan laser CO2, anda perlu mempunyai air dan penyejukan, dan alat pendinginan lebih besar dan lebih kompleks daripada laser itu sendiri, kerana anda perlu mengeluarkan semua haba ini - gelombang haba yang dihasilkan kerana ketidakcekapan penukaran dari elektrik ke cahaya. "
Menurut TRUMPF, TruDiode 6006 menyediakan 6000 W kuasa pada panjang gelombang 920-1040 nm, dan ia direka untuk pateri laser, kimpalan penembusan mendalam, kimpalan konduksi haba dan kimpalan laser plastik.
Pada masa ini, aplikasi utama laser diod langsung adalah pengolahan haba dan pelapisan, dan untuk kedua-dua proses ini, laser diod langsung sangat berguna. Memandangkan ciri-ciri unik mereka, mereka membenarkan pengguna memanaskan apa sahaja bahan yang mereka gunakan.
Gaebler memberi contoh untuk merawat haba. "Anda boleh memanaskan gigi gear, kelebihan alat atau sesuatu yang serupa dengan sinar laser ini, dan ia hanya memanaskan beberapa mikron pertama, terutama kerana ia diserap dengan baik. Anda tidak memesongkan bahagian itu, dan yang lain adalah, kerana anda memanaskannya begitu terpilih, sebaik sahaja anda mematikan laser, udara biasanya memadamkannya. Anda secara amnya tidak memerlukan apa-apa jenis quench aktif. Anda telah menghapuskan semua langkah tambahan itu. Ia diletupkan dengan laser, ia mengeras betul-betul tempat yang anda mahu, dan apa-apa lagi, dan ledakan, anda sudah selesai. Secara umum, terdapat pemprosesan pos minimum atau tiada. Itulah kelebihan yang besar. "
Memandangkan semua kelebihan laser diod, seseorang mungkin tertanya-tanya mengapa mereka belum lagi digunakan untuk memotong logam lembaran. Jawapannya ialah, dalam hampir semua kes, laser diod langsung tidak dapat menghasilkan kecerahan yang diperlukan untuk operasi pemotongan.
"Semua orang mengusahakannya sebagai matlamat utama. Bukan hanya TRUMPF, tetapi semua syarikat, "kata Ryba. "Kami sudah dapat melakukannya dalam makmal jenis persekitaran, jadi kini hanya mendapat ke tahap perindustrian. Teknologi ini bertambah baik dalam mendapatkan kecerahan yang lebih tinggi daripada diod. Teknologi itu berubah setiap tahun, dan apabila teknologi berkembang, kami akan membawanya ke pasaran. "
Ryba meramalkan bahawa kedai kerja boleh melihat laser diod langsung yang mampu memotong keluli di pasaran dalam tempoh lima tahun akan datang. Ia mungkin berlaku lebih awal, tetapi, dalam mana-mana, beberapa tahun akan datang akan menjadi sangat menarik untuk teknologi pemotongan laser, dan landskap akan diubah.
