ლაზერული ჭრა არის თერმული ჭრის მეთოდი, რომელიც იყენებს ფოკუსირებულ მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის ლაზერულ სხივს სამუშაო ნაწილის დასასხივებლად. ეს იწვევს დასხივებული მასალის სწრაფ დნობას, აორთქლებას, აბლაციას ან აალების წერტილამდე მიღწევას. ამასობაში, ლაზერული სხივის კოაქსიალური მაღალი სიჩქარის ჰაერის ნაკადი გაფანტავს გამდნარ მასალას და აჭრის სამუშაო ნაწილს.
ლაზერული ჭრის კლასიფიკაცია და მახასიათებლები
ლაზერული ჭრა შეიძლება დაიყოს ოთხ ტიპად: ლაზერული აორთქლებით ჭრა, ლაზერული შერწყმის ჭრა, ლაზერული ჟანგბადის ჭრა და ლაზერული გრავირებითა და კონტროლირებადი მოტეხილობის მეთოდი.
ის იყენებს მაღალი ენერგიის სიმკვრივის ლაზერულ სხივს სამუშაო ნაწილის გასათბობად, რაც სწრაფად ზრდის მის ტემპერატურას მასალის დუღილის წერტილამდე უკიდურესად მოკლე დროში, რაც იწვევს მასალის აორთქლებას და ორთქლის წარმოქმნას. ორთქლი მაღალი სიჩქარით გამოიყოფა, რაც გამოსვლისას მასალაში ჭრილს ქმნის. რადგან მასალების უმეტესობას აქვს მაღალი აორთქლების სითბო, ლაზერული აორთქლებით ჭრა მოითხოვს მნიშვნელოვან სიმძლავრეს და სიმძლავრის სიმკვრივეს.
ლაზერული შერწყმის ჭრის დროს ლაზერი აცხელებს და დნობს ლითონის მასალას. შემდეგ არაჟანგვადი აირი (მაგალითად, Ar, He, N და ა.შ.) მიეწოდება ლაზერის სხივთან კოაქსიალურ საქშენში. გაზის მაღალი წნევა გამოდევნის გამდნარ ლითონს, რაც წარმოქმნის ჭრილს. ორთქლით ჭრისგან განსხვავებით, ეს მეთოდი არ საჭიროებს მასალის სრულ აორთქლებას და მოიხმარს ორთქლით ჭრისთვის საჭირო ენერგიის მხოლოდ 1/10-ს. ის ძირითადად გამოიყენება არაჟანგვადი ან რეაქტიული ლითონების, მათ შორის უჟანგავი ფოლადის, ტიტანის, ალუმინის და მათი შენადნობების დასაჭრელად.
ლაზერული ჟანგბადის ჭრა
ლაზერული ჟანგბადით ჭრის პრინციპი ოქსიაცეტილენით ჭრის მსგავსია. ლაზერი მოქმედებს როგორც წინასწარი გათბობის სითბოს წყარო, ხოლო აქტიური აირები (მაგალითად, ჟანგბადი) ჭრის აირის როლს ასრულებს. ერთის მხრივ, გაბერილი გაზი რეაგირებს დასაჭრელ ლითონთან, რაც იწვევს დაჟანგვის რეაქციას, რომელიც გამოყოფს დიდი რაოდენობით დაჟანგვის სითბოს. მეორეს მხრივ, ის აფრქვევს გამდნარ ოქსიდებს და დნება რეაქციის ზონიდან, რაც ქმნის ჭრილს ლითონში. ჭრის დროს დაჟანგვის რეაქცია წარმოქმნის მნიშვნელოვან სითბოს, ამიტომ ლაზერული ჟანგბადით ჭრას მხოლოდ ნახევარი ენერგია სჭირდება დნობის ჭრის ენერგიასთან შედარებით, ხოლო მისი ჭრის სიჩქარე გაცილებით სწრაფია, ვიდრე აორთქლებისა და დნობის ჭრის. ის ძირითადად გამოიყენება დაჟანგვადი ლითონის მასალებზე, როგორიცაა ნახშირბადოვანი ფოლადი, ტიტანის ფოლადი და თერმულად დამუშავებული ფოლადი.
ლაზერული სკრიბინგი და კონტროლირებადი მოტეხილობა
ლაზერული გრავირებით მყიფე მასალების ზედაპირის სკანირებისთვის გამოიყენება მაღალი ენერგიის სიმკვრივის ლაზერი, რომელიც აორთქლებს პატარა ღარს. გარკვეული წნევის გამოყენება იწვევს მყიფე მასალის ღარის გასწვრივ დაშლას. ლაზერული გრავირებისთვის ხშირად გამოიყენება Q-გადართვის ლაზერები და CO₂ ლაზერები. კონტროლირებადი რღვევა იყენებს ლაზერული ღარების დამუშავების დროს წარმოქმნილ ციცაბო ტემპერატურის განაწილებას, რათა შექმნას ლოკალური თერმული სტრესი მყიფე მასალებში, რაც იწვევს მათ ღარის გასწვრივ დაშლას.
ლაზერული ჭრის გამოყენება
ლაზერული ჭრის მანქანების უმეტესობა მუშაობს რიცხვითი მართვის (NC) პროგრამებით ან კონფიგურირებულია როგორც ჭრის რობოტები. ზუსტი დამუშავების მეთოდის სახით, ლაზერული ჭრით შესაძლებელია თითქმის ყველა მასალის დაჭრა, მათ შორის თხელი ლითონის ფურცლების 2D ან 3D ჭრის ჩათვლით. აერონავტიკის სფეროში ლაზერული ჭრის ტექნოლოგია ძირითადად გამოიყენება სპეციალური აერონავტიკური მასალების დასაჭრელად, როგორიცაა ტიტანის შენადნობები, ალუმინის შენადნობები, ნიკელის შენადნობები, ქრომის შენადნობები, უჟანგავი ფოლადი, ბერილიუმის ოქსიდი, კომპოზიტური მასალები, პლასტმასი, კერამიკა და კვარცი. ლაზერული ჭრით დამუშავებული აერონავტიკის კომპონენტები მოიცავს ძრავის ალის მილებს, თხელკედლიან ტიტანის შენადნობის კორპუსებს, თვითმფრინავის ჩარჩოებს, ტიტანის შენადნობის გარსს, ფრთის სტრინგერებს, კუდის ფრთის პანელებს, ვერტმფრენის მთავარ როტორებს და კოსმოსური შატლის კერამიკულ თბოიზოლაციის ფილებს.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 8 დეკემბერი
