Wykorzystanie laserów impulsowych oraz ciągłych w procesach cięcia

Lasery są obecnie coraz częściej wykorzystywane w procesach cięcia. Wynika to z faktu, że umożliwiają one przeprowadzenie tej operacji w sposób szybki i wydajny. Istnieją dwa podstawowe typy laserów, za pomocą których można prowadzić cięcie laserem. Przyjrzyjmy się im bliżej.

Podział laserów ze względu na tryb pracy

Ze względu na tryb pracy wyróżniamy dwa rodzaje laserów. Są to lasery ciągłe i lasery pulsacyjne. Lasery ciągłe emitują wiązkę laserową w sposób stały i nieprzerwany. Zazwyczaj są to lasery typu światłowodowego, które do pracy wykorzystują diody uruchamiane w celu wzbudzenia ośrodka wzmacniającego. Lasery pulsacyjne, nazywane też impulsowymi wytwarzają natomiast serię krótkich impulsów, charakteryzujących się określoną częstotliwością i długością fali. Lasery pulsacyjne mogą w piku generować wyższą moc, niż to wynika z ich mocy średniej. Jest to związane z faktem, że w takich laserach energia, zanim zostanie uwolniona, jest gromadzona w kondensatorach. Przykładowo, możliwe jest wygenerowanie, w piku, przez laser Nd:YAG o mocy średniej na poziomie 25 W, mocy szczytowej równej 5 kW!

Kiedy stosujemy lasery pracującego w sposób ciągły?

Szczytowa moc w piku dla lasera pulsacyjnego lub moc średnia dla lasera ciągłego decyduje o maksymalnej dopuszczalnej grubości ciętego materiału. Wiązka lasera ciągłego o dużej mocy preferowana jest wtedy kiedy wymagana jest duża prędkość cięcia, szczególnie w przypadku grubszych przekrojów. Wynika to z faktu, że najwyższe prędkości cięcia można uzyskać właśnie przy wysokiej średniej mocy lasera. Cięcie laserem w takiej sytuacji może być jednak nieco utrudnionej, ponieważ przy dużych prędkościach cięcia może zachodzić problem z usuwaniem stopionego lub odparowanego materiału z obszaru cięcia. A to z kolei prowadzić może do niewystarczającego odprowadzania ciepła z obszaru cięcia i w rezultacie do nagrzewania się ciętego materiału oraz pogorszenia jakości cięcia.

Zastosowanie laserów pulsacyjnych

Lasery pulsacyjne o niższej średniej mocy preferowane są w przypadku precyzyjnego cięcia, szczególnie drobnych elementów. Z jednej strony wysoka energia w piku mocy zapewnia odpowiednie nagrzanie elementu ciętego, z drugiej strony niewysoka moc średnia powoduje, że proces cięcia przebiega wolniej niż w przypadku cięcia laserem ciągły, ale jednocześnie ciepło jest odprowadzane z obszaru cięcia wydajniej i nie tworzy się żużel. Lasery impulsowe są bardzo przydatne podczas cięcia materiałów o wysokiej przewodności cieplnej oraz elementów o skomplikowanej geometrii, gdzie problemem może być ich przegrzanie.