İçeriğe atla

Lazer kesim

Bir lazer kesicinin şeması
Çelik sacın lazerle kesim işlemi
CAD (üstte) ve paslanmaz çelik lazer kesim parça (altta)

Lazer kesim, malzemeleri biçimlendirmek için lazer kullanan ve bir kesim kenarı sağlayan teknolojidir. Tipik olarak endüstriyel üretim uygulamaları için kullanılsa da, artık okullar, küçük işletmeler, mimarlar ve hobi amaçlı da kullanılmaktadır.

Lazer kesim, çok güçlü bir lazer çıktısının çoğunlukla optik elemanlarla yönlendirilmesiyle çalışır. Lazer ışınının malzemeye yönlendirilmesi için lazer optiği ve CNC (bilgisayarlı sayısal kontrol) kullanılır. Malzemeleri kesmek için kullanılan ticari bir lazer, kesilecek modelin CNC veya G kodunu izlemek için hareket kontrol sistemi kullanır.

Odaklanmış lazer ışını daha sonra ya eriyen, yanan, buharlaşan ya da bir gaz jeti tarafından üflenen malzemeye yönlendirilir.[1] Sonuçta yüksek kaliteli yüzeyi olan bir kenar bırakır.[2]

Tarihçe

1965 yılında elmas kalıplarında delik delmek için ilk lazer kesim makinesi kullanıldı. Bu makine, Western Electric Engineering Research Center tarafından yapılmıştır.[3]

1967 yılında İngilizler, metallerde lazer destekli oksijen jet kesiminin öncülüğünü yaptılar.[4] 1970'lerin başında bu teknoloji havacılık uygulamaları için titanyumu kesmek üzere üretimde kullanıldı.

Aynı zamanda, o dönemde CO2 lazerler metallerin ısıl iletkenliği aşmaya yetecek kadar güçlü olmadığından, CO2 lazerler tekstil gibi metal olmayan malzemeleri kesmeye de uyarlandı.[5]

CNC arabirimiyle programlanmış kesim komutlarıyla çeliğin endüstriyel lazer kesimi

Güç tüketimi

Lazer kesiminin en büyük dezavantajı yüksek güç tüketimidir. Endüstriyel lazer verimliliği %5 ile %45 arasındadır.[6] Herhangi bir lazerin güç tüketim ve verimliliği, çıkış gücüne ve çalışma parametrelerine bağlı olarak değişir. Bu, lazerin türüne ve lazerin eldeki işe ne kadar iyi uyduğuna bağlıdır. Belirli bir iş için gerekli olan ısı girişi denilen lazer kesim güç miktarı, kullanılan malzeme türüne, kalınlığa, işleme (reaktif/etkisiz) ve istenen kesme hızına bağlıdır.

CO2 lazer kullanılarak çeşitli kalınlıklarda çeşitli malzemeler için gereken ısı girişi miktarı [watt][7]
Malzeme Malzeme kalınlığı
0,51 mm 1,0 mm 2,0 mm 3,2 mm 6,4 mm
Paslanmaz çelik 1000 1000 1000 1500 2500
Alüminyum 1000 1000 1000 3800 10000
Yumuşak çelik − 400 − 500 −
Titanyum 250 210 − −
Kontrplak − − − − 650
Bor/epoksi − − − 3000 −

Üretim ve kesim hızları

Maksimum kesim hızı, lazer gücü, malzeme kalınlığı, işlem türü (reaktif veya asal) ve malzeme özellikleri gibi bir çok faktörle sınırlıdır. Yaygın endüstriyel sistemler (≥1 kW), karbon çeliği metalini 0,51 – 13 mm kalınlığında keser. Birçok amaç için lazerle kesim, standart testereyle kesim işlemine göre otuz katı daha hızlı olabilir.[8]

CO2 lazer kullanılarak kesme hızları [cm/saniye]
İş parçası malzemesi Malzeme kalınlığı
0,51 mm 1,0 mm 2,0 mm 3,2 mm 6,4 mm 13 mm
Paslanmaz çelik 42,3 23,28 13,76 7,83 3,4 0,76
Alüminyum 33,87 14,82 6,35 4,23 1,69 1,27
Yumuşak çelik − 8,89 7,83 6,35 4,23 2,1
Titanyum 12,7 12,7 4,23 3,4 2,5 1,7
Kontrplak − − − − 7,62 1,9
Bor / epoksi − − − 2,5 2,5 1,1

Kaynakça

  1. ^ Oberg, p. 1447.
  2. ^ Thomas, Daniel J. (1 Şubat 2013). "The effect of laser cutting parameters on the formability of complex phase steel". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (İngilizce). 64 (9): 1297-1311. doi:10.1007/s00170-012-4087-2. ISSN 1433-3015. 
  3. ^ Bromberg 1991
  4. ^ The early days of laser cutting, par P. A. Hilton, 11th Nordic Conference in Laser Processing of Materials, Lappeenranta, Finland, August 20–22, 2007, http://www.twi-global.com/technical-knowledge/published-papers/the-early-days-of-laser-cutting-august-2007 23 Mart 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  5. ^ CHEO, P. K. "Chapter 2: CO2 Lasers." UC Berkeley. UC Berkeley, n.d. Web. 14 Jan. 2015.
  6. ^ http://www.laserline.de/tl_files/Laserline/downloads/broschueren/en/Laserline_Image_high_power_diode_laser.pdf 24 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. - Page 4:"High electrical/optical efficiency of up to 45%"
  7. ^ Todd, Allen & Alting 1994, s. 188.
  8. ^ "Laser Cutting". Laserage (İngilizce). 28 Nisan 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Ağustos 2016. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Cam</span>

Cam ya da sırça, saydam veya yarı saydam, genellikle sert, kırılgan olan ve sıvıların muhafazasına imkân veren, inorganik amorf yapıda katı bir malzeme. Antik çağlardan beri gerek inşaat malzemesi, gerekse süs eşyası olarak camdan faydalanılmaktadır. Günümüzde hâlen basit araç gereçlerden iletişime ve uzay teknolojilerine kadar çok yaygın bir kullanım alanı vardır. Örneğin pencere camları, cam ambalaj, ayna, lamba, sofra takımı ve optiklerde yaygın pratik, teknolojik ve dekoratif kullanıma sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Lazer</span> ışığın uyarılmış radyasyon ile yükseltilmesini sağlayan bir optik düzenek

Lazer ışığın uyarılmış radyasyon ile yükseltilmesini sağlayan bir optik düzenektir. İsmini "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" kelimelerinin baş harflerinden alır ve bu, "ışığın uyarılmış ışıma ile yükseltilmesi" anlamına gelir. İlk lazer, 1960 yılında Theodore Maiman tarafından Charles Townes ve Arthur L. Schawlow'un teorileri baz alınarak üretilmiştir. Lazerin ışıktan daha düşük mikrodalgafrekanslarında çalışan versiyonu olan "maser" ise Townes tarafından 1953 yılında bulunmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kaynak (imalat)</span>

Kaynak, malzemeleri, genellikle metalleri veya termoplastikleri, esas olarak parçaları birbirine eritmek ve soğumalarını sağlamak için yüksek sıcaklık kullanarak birleştiren bir üretim sürecidir ve füzyona neden olur. Yaygın alternatif yöntemler arasında, ısı olmadan bağlanan malzemeleri eritmek için kimyasallar kullanan çözücü kaynak (termoplastikler) ve basınç, soğuk kaynak ve difüzyon bağlama gibi erimeden bağlanan katı hal kaynak işlemleri vardır.

<span class="mw-page-title-main">Fiziksel buhar biriktirme</span> Fizik terimi

Fiziksel buhar biriktirme.

<span class="mw-page-title-main">Su Jet</span>

Su jeti su ile bir karışım kullanarak çeşitli malzemeleri kesme yeteneğine sahip endüstriyel bir araçtır. Aşındırıcı jet terimi, özellikle metal, taş veya cam gibi sert malzemeleri kesmek için su ve aşındırıcı karışım kullanımına özgüdür, saf su jeti ve sadece su kesimi terimleri ise eklenmiş aşındırıcı kullanmadan su jeti kesimini ifade eder ve genellikle ahşap veya lastik gibi daha yumuşak malzemeler için kullanılır.

Kuantum kuyusu lazeri, bir lazer diyottur ve bu diyotun aktif bölgesi o kadar dardır ki kuantum hapsi oluşur. Bu lazerden yayılan ışığın dalgaboyu sadece kullanılan malzemenin band aralığına bağlı olmak yerine, aktif bölgenin genişliğine de bağlıdır. Böylece aynı yarı iletken kullanılarak yapılmış normal diyottan çok daha kısa dalgaboyu elde edilebilir. Ayrıca kuantum kuyusu lazerlerin verimliliği de klasik lazerlerden fazladır; çünkü seviye yoğunluğu fonksiyonu basamak yapısındadır.

<span class="mw-page-title-main">Boşluklu imla hakkı</span>

Boşluklu imla hakkı infilak enerjisini bir nokta üzerinde toplayıp bir istikamete hareket ettirecek biçimde imal edilmiş bir patlayıcı maddedir. Nükleer silahları harekete geçirmek, zırh delmek, metalleri kesmek veya şekle sokmak için kullanılır. Tipik bir modern astar şeklindeki patlayıcı normal patlayıcıya göre 7 veya daha kalın zırhı delebilir.

Bu Lazer konularının bir listesidir.

Fiber lazer, içerisinde doğada nadir bulunan iterbiyum, neodimyum, disprozyum, praseodim ve tulyum gibi elementler barındıran lazer türüdür. Bu elementler devamlı olmayarak ışık yükseltmeyi sağlayan katkılı fiber yükselticilerle alakalıdırlar. Raman saçması veya dört dalga karışımı da bu şekilde fiber lazere güç sağlamaktadırlar.

<span class="mw-page-title-main">Metal işçiliği</span>

Metal işleme kullanışlı nesneler, parçalar, montajlar ve büyük ölçekli yapılar oluşturmak için metalleri şekillendirme sürecidir. Kelime olarak, devasa gemiler, binalar ve köprü'lerden hassas motor parçalarına ve narin mücevher'lere kadar her ölçekte nesne üretmek için çok çeşitli süreçleri, becerileri ve araçları kapsar.

Fizikte optik derinlik veya optik kalınlık, bir materyale gelen ve aktarılan ışınım gücünün oranının doğal logaritmasıdır; spektral optik derinlik veya spektral optik kalınlık ise bir materyale gelen ve aktarılan spektral radyant gücün oranının doğal logaritmasıdır. Optik derinlik boyutsuzdur ve özellikle bir uzunluk değildir, ancak optik yol uzunluğunun monoton olarak artan bir fonksiyonudur ve yol uzunluğu sıfıra yaklaştıkça sıfıra yaklaşır. Optik derinlik için "optik yoğunluk" teriminin kullanılması önerilmez.

<span class="mw-page-title-main">Görünmezlik</span>

Görünmezlik, bir nesnenin görülememe durumudur. Bu durumdaki bir nesnenin görünmez olduğu söylenir. Terim genellikle nesnelerin büyülü veya teknolojik yollarla görülemediği fantezi / bilimkurgularında kullanılır; ancak etkileri gerçek dünyada, özellikle fizik ve algısal psikoloji derslerinde de gösterilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Karbondioksitle temizleme</span>

Karbondioksitle temizleme (CO2 temizleme), çeşitli fazlarda karbondioksit kullanarak parça temizleme ve sterilizasyon için bir yöntem ailesini içerir. Hassas yüzeylerde kullanım için genellikle tercih edilir. CO2 ile temizleme, havacılık, otomotiv, elektronik, tıp ve diğer endüstrilerde kendine uygulama alanı bulmuştur. Karbondioksit karıyla temizleme, metal, polimer, seramik, cam ve diğer malzemelerden ve sabit diskler ve optik yüzeyler de dâhil diğer çeşitli yüzeylerden parçacıkları ve organik kalıntıları gidermek için kullanılagelmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Metal torna tezgâhı</span>

Metal torna tezgâhı, nispeten sert malzemeleri hassas şekilde işlemek için tasarlanmış büyük bir torna tezgâhıdır. Başlangıçta metalleri işlemek için tasarlanmış olup bununla birlikte, plastiklerin ve diğer malzemelerin ortaya çıkmasıyla ve içsel çok yönlülüğü ile çok çeşitli uygulamalarda ve geniş bir malzeme yelpazesinde kullanılırlar. Daha geniş bağlamın zaten anlaşıldığı makineyle işleme jargonunda, bunlar genellikle basitçe torna tezgahı veya daha spesifik alt tip isimleriyle adlandırılırlar. Bu sert takım tezgahları, takım uçları ve matkap uçları gibi çeşitli kesme aletlerinin hareketleri yoluyla dönen bir iş parçasından malzemeyi çıkarır.

Seçici lazer sinterleme (SLS), CO2 lazeri kullanılarak metal ya da alaşım tozlarının yanı sıra, polistren gibi plastik malzemeler, poliamid (naylon) veya seramik malzemelerin seçici olarak sinterlenmesiyle bir ürünün ilk halini oluşturan eklemeli bir üretim sürecidir.

<span class="mw-page-title-main">Lazer ışını kaynağı</span>

Lazer ışını kaynağı (LIK), bir lazer kullanılarak metal veya termoplastik parçaları birleştirmek için kullanılan bir kaynak tekniğidir. Kiriş, dar, derin kaynaklara ve yüksek kaynak oranlarına izin veren konsantre bir ısı kaynağı sağlamaktadır. Süreç, otomotiv endüstrisinde olduğu gibi otomasyon kullanan yüksek hacimli uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Anahtar deliği veya penetrasyon modu kaynağına dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Endüstriyel süreç</span> Mal üretme süreci

Endüstriyel süreç, genellikle büyük ölçeklerde gerçekleştirilen, bir malın veya malların üretimini sağlamak için kimyasal, fiziksel, elektriksel veya mekanik adımlardan oluşan işlemlerdir. Endüstriyel süreçler, ağır sanayinin temel bileşenleridir.

<span class="mw-page-title-main">Makaralarla şekillendirme</span> uzun bir sac şeridin istenen bir kesite sürekli bükülmesi

Roll forming, aynı zamanda makaralarla şekillendirme veya rollform şekillendirme denir ve (uzun sac şeridinin istenen kesite haddeleme ile sürekli bükülmesidir. Şerit, istenen enine kesit elde edilene kadar, her biri bükümün yalnızca artan kısmını gerçekleştiren ardışık stantlara yerleştirilmiş makara gruplarından geçer. Rollformla şekillendirme, uzun ve büyük miktarlarda sabit profilli parça üretimi için idealdir.

Testere; sert dişli kenarlı sert bir bıçak, tel veya zincirden oluşan bir alettir. Bazen metal veya taş kesimi için kullanılsa da, çoğu zaman ahşap olan malzemeleri kesmek için kullanılır. Kesim, dişli kenarı malzemeye yerleştirerek ve ileri geri veya sürekli ileri hareket ettirerek yapılır. Bu kuvvet elle uygulanabilir veya buhar, su, elektrik veya başka bir güç kaynağı ile yapılabilir. Aşındırıcı testere, metal veya seramiği kesmek için tasarlanmış güçlü dairesel bir bıçağa sahiptir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.