Usinagem de Feixe Laser:Definição, Construção, Princípio de Funcionamento, Vantagens, Aplicação

Neste artigo, estudaremos o que é a Usinagem por feixe de laser ? e seus subtópicos como Definição, Peças ou Construção, Princípio de Funcionamento, Vantagens, Desvantagens e Aplicação em detalhes.

LASER:Significa Light Amplification Stimulated Emission of Radiation .

Os diferentes tipos de Laser são Estado sólido, Gás e Semicondutor . Em lasers de alta potência necessários para usinagem e soldagem, lasers de estado sólido são usados.

Estudaremos a fundo. Vamos começar com a definição primeiro,

Definição de Usinagem de Feixe Laser:

A usinagem a laser é um processo de usinagem não convencional no qual a peça de trabalho é furada pelo processo de usinagem a laser. Para remover o material da peça de trabalho, o processo utilizou energia térmica.

Agora estamos nos movendo para construção ou peças principais, então

Peças ou construção de usinagem de feixe de laser:

A usinagem a laser consiste nas seguintes peças principais:

• Fonte de alimentação
• Capacitor
• Lâmpadas Flash
• Espelho refletivo
• Feixe de luz laser
• Cristal de Rubi
• Lente
• Peça de trabalho

Fonte de alimentação:

A corrente elétrica ou energia é fornecida ao sistema. Um sistema de energia de alta tensão é usado na usinagem de feixe de laser. Ele dará energia inicial ao sistema após essa reação começar em um laser que usinará o material. Há uma fonte de alta tensão para que os pulsos possam ser iniciados facilmente

Capacitor:

Durante a maior parte do ciclo, um banco de capacitores carrega e libera a energia durante o processo de piscar. O capacitor é usado para o modo pulsado para carregar e descarregar.

Lâmpadas Flash:

É a lâmpada de arco elétrico que é usada para produzir uma produção extremamente intensa de luz branca, que é um feixe coerente de alta intensidade. Ele é preenchido com gases que se ionizam para formar uma grande energia que irá derreter e vaporizar o material da peça.

Espelho Refletor:

Espelho refletor são dois tipos principais de interno e externo. Espelhos internos também chamados de ressonadores que são usados ​​para gerar manter e amplificar o feixe de laser. É usado para direcionar o feixe de laser para a peça de trabalho.

Feixe de luz laser:

É o feixe de radiação produzido pelo laser através do processo de amplificação óptica baseado na coerência da luz criada pelo bombardeio do material ativo.

Cristal de Rubi:

O laser de rubi produz uma série de pulsos coerentes de cor vermelha profunda. Alcança-se pelo conceito de inversão populacional. É um laser de estado sólido de três níveis.

Lente:

As lentes são usadas para focar o feixe de laser na peça de trabalho. Primeiro a luz do laser entrará na lente de expansão e depois na lente de colimação, o que torna os raios de luz paralelos e a lente em expansão expande os feixes de laser para o tamanho desejado.

Peça de trabalho:

A peça de trabalho pode ser metálica ou não metálica. Neste processo de usinagem, qualquer material pode ser usinado.

Princípio de trabalho de usinagem de feixe de laser:

A Usinagem a Laser baseia-se no LASER e na conversão ou processo de Energia Elétrica em Energia Luminosa e em Energia Térmica.

Elétrons carregados negativamente no modelo atômico giram em torno do núcleo carregado positivamente em caminhos orbitais. Depende do número de elétrons, estrutura eletrônica, átomos vizinhos e do campo eletromagnético.

Cada orbital de elétrons está associado a diferentes níveis de energia. Um átomo é considerado no nível do solo na temperatura zero absoluto, todos os elétrons ocupam sua energia potencial mais baixa.

Os elétrons no estado fundamental se movem para um estado mais alto de energia absorvendo energia como um aumento na vibração eletrônica em temperaturas elevadas.

A alta tensão é aplicada nas extremidades que leva à descarga e o plasma de gás será formado. A inversão da população e a ação do laser ocorrerão devido à transformação de energia.

O laser tem um refletor 100% e o outro é um refletor parcial. 100% o refletor direciona os fótons para dentro do tubo de gás e o refletor parcial permite apenas uma parte do feixe de laser que será utilizado para o processamento dos materiais.

O feixe de laser produzido é focado na peça de trabalho que deve ser usinada. Quando o laser atinge a peça de trabalho, a energia térmica incide sobre a peça de trabalho.

Isso irá aquecer, depois derreter, vaporizar e, finalmente, o material será removido da peça de trabalho. Assim, a usinagem a laser é um processo de remoção térmica de material que usa um feixe de luz coerente para usinar a peça de trabalho com muita precisão.

No processo de usinagem a laser, o MRR (Taxa de Remoção de Material) depende do comprimento de onda usado, pois decidirá a quantidade de energia que incide sobre ele.

Vídeos de trabalho de usinagem de feixe de laser:

Aplicação de usinagem de feixe de laser:

Os usos ou aplicações da usinagem a laser são:

• A usinagem a laser é usada para fazer furos muito pequenos, soldagem de materiais não condutores e refratários.
• É mais adequado para materiais frágeis com baixa condutividade e Cerâmica, Tecido e Madeira.
• A Usinagem a Laser também é usada em cirurgias, operações de microperfuração.
• Ciência espectroscópica e fotografia na ciência médica.
• Também é usado na produção de macro usinagem em massa.
• Corte de perfis complexos para materiais finos e duros.
• É usado para fazer pequenos furos. Exemplo:mamilos do alimentador do bebê.

Vantagens da usinagem de feixe de laser:

As seguintes vantagens da Usinagem por Feixe Laser são:

• Na usinagem de feixe de laser, qualquer material, incluindo não-metal, também pode ser usinado.
• Furos extremamente pequenos com boa precisão podem ser usinados.
• A taxa de desgaste da ferramenta é muito baixa.
• Não há força mecânica no trabalho.
• Materiais macios como plástico e borracha podem ser usinados facilmente.
• É uma máquina muito flexível e facilmente automatizada.
• A zona afetada pelo calor é muito pequena.
• A usinagem a laser proporciona um acabamento superficial muito bom.
• Materiais tratados termicamente e magnéticos podem ser soldados, sem perder suas propriedades.
• A localização precisa pode ser garantida na peça de trabalho.

Desvantagens da usinagem a laser:

As desvantagens da usinagem com feixe de laser são:

• A Usinagem a Laser não pode ser usada para produzir um furo cego e também não pode fazer furos muito profundos.
• Os furos usinados não são redondos e retos.
• O custo de capital e manutenção é alto.
• Há um problema com os riscos de segurança.
• A eficiência geral da usinagem do feixe de laser é baixa.
• É limitado a folhas finas.
• A taxa de remoção de metal também é baixa.
• A vida útil da lâmpada do flash é curta.
• Há uma quantidade limitada de remoção de metal durante o processo.