Zeszyty Naukowe - numer 2

>> Archiwum Zeszytów >> Spis treści numeru

Przemysław Ted PAJĄK, Anjali K.M. DE SILVA, David K. HARRISON, Joseph A. McGEOUGH

Badania i rozwój obróbki laserowej

Artykuł zawiera syntetyczny przegląd najnowszych technologii obróbek laserowych, laserów nowych generacji i podsumowanie podstawowych zjawisk i relacji zachodzących podczas oddziaływania laserowego na przedmiot obrabiany. Podkreślono również wymagane w obróbce parametry wiązki laserowej, takie jak długość fali, rozdzielczość, rozbieżność, rozkład intensywności promieniowania itd. na tle wiązek generowanych przez różne dostępne na rynku lasery. Zaprezentowano relacje zachodzące pomiędzy podstawowymi parametrami laserów istotnymi dla obróbki, jak również zilustrowano ich zależności i wskazano mechanizmy prowadzące do ubytku materiału obrabianego. Sporo uwagi poświęcono interakcji wiązki laserowej z materiałem obrabianym. W szczególności analiza ta dotyczyła porównania zjawisk zachodzących podczas obróbki laserem o nanosekundowych („długich”) i femtosekundowych („ultrakrótkich”) impulsach. Wyjaśniono również, dlaczego lasery femtosekundowe nie indukują naprężeń termicznych (nie występuje tzw. strefa wpływu ciepła - HAZ); najogólniej ujmując, wiąże się to z różnicą czasów absorpcji promieniowania i jego dyfuzji w głąb materiału obrabianego. Analizę tę oparto na przykładach z zakresu mikroobróbki rowków i otworów oraz na badaniach naprężeń materiału obrabianego przez nano- i femtosekundowe impulsy o porównywalnej energii. Porównano również jakość powierzchni i dokładność wymiarową obróbki wiązką o różnych parametrach i prędkościach skanowania. Dokonano również przeglądu mikroobróbek laserowych, np. litografii laserowej czy mikroobróbek bez użycia maski. Przedstawiono nowe grupy laserów technologicznych takich jak gazowe lasery miedziane (CVL) czy tzw. lasery włóknowe (fibre lasers), ich parametry i aplikacje. Omówiono nowoczesne rozwiązania z zakresu prowadzenia wiązki laserowej za pomocą światłowodów i strugi cieczy. W artykule podkreślono uniwersalność zastosowań laserów w różnych dziedzinach: w obróbce cieplnej, spawaniu, wspomaganiu różnorodnych procesów, obróbkach precyzyjnych i mikroobróbkach (np. obróbka diamentu, kryształów LiNbO3), renowacji i oczyszczaniu powierzchni czy w aplikacjach medycznych. Różnorodność laserów umożliwia dobranie odpowiedniego rodzaju wiązki do wymaganej obróbki w zakresie energii i czasu impulsu, mocy, długości fali, rozkładu spektrum gęstości mocy.

Strona 91

Recenzent: prof. dr hab. inż. Maciej KUPCZYK

Pobierz artykuł (2995kB)

Informacje o autorach

mgr inż. Przemysław Ted PAJĄK

Glasgow Caledonian University, School of Engineering Science and Design,

G4 0BA Glasgow, U.K.

tel. +44 141 3318824, e-mail: p.pajak@gcal.ac.uk

 

dr Anjali K.M. DE SILVA

Glasgow Caledonian University, School of Engineering Science and Design,

Cowcaddens Road, G4 0BA Glasgow, U.K.

tel. +44 141 3313522, e-mail: a.desilva@gcal.ac.uk

 

prof. David K. HARRISON

Glasgow Caledonian University, School of Engineering Science and Design,

Cowcaddens Road, G4 0BA Glasgow, U.K.

tel. +44 141 3313745, e-mail: d.k.harrison@gcal.ac.uk

 

prof. Joseph A. McGEOUGH

The University of Edinburgh, School of Engineering and Electronics,

King’s Buildings, EHG 3JL Edinburgh, U.K.

tel. +44 131 6505682, e-mail: j.a.mcgeough@ed.ac.uk