Автоматизация производства на базе лазерной обработки материалов

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА БАЗЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ        4

2 ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ        7

3 ЛАЗЕРНАЯ СТЕРЕОЛИТОГРАФИЯ        8

4 ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ И ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ        11

5 КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ        13

6 ПРОИЗВОДИТЕЛИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ        15

7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ        17

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ        18

ВВЕДЕНИЕ

Одним из перспективных направлений комплексной автоматизации процесса изготовления различных изделий является внедрение новых, нетрадиционных технологий обработки материалов. Требование мобильности и производительности удовлетворяется при создании гибких автоматизированных производств.

Значительный интерес в этой области может представлять использование лазерной технологии, которая в настоящее время нашла широкое применение в обработке различного рода материалов.

1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА БАЗЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

Широкому применению лазерной обработки различных материалов поспособствовали уникальные свойства лазерного излучения – монохроматичность, высокая когерентность, малая расходимость луча и высокая плотность мощности излучения. Области применения лазерной техники расширяются за счет многообразия её конструкций и возможности гибкого управления параметрами технологического процесса.

Последние достижения в области исследований процессов лазерной обработки материалов дают основание утверждать, что лазерная технология позволяет обеспечить высокую степень автоматизации технологического процесса за счет применения координатных устройств перемещения луча и детали и числового представления программы движения луча, включая весь цикл работы. Способность лазерного излучения расходовать лишь часть энергии благодаря использованию специальных зеркальных систем позволяет создавать параллельные методы обработки, расщеплять луч на несколько лучей и использовать их одновременно для нескольких операций – резки, сварки и поверхностной модификации.

Преимущество метода лазерной обработки заключается в отсутствии химических превращений на обрабатываемой поверхности и неизменности химического состава материалов. Вместе с тем отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал, что исключает его деформацию и повреждение.

Локальность обработки обуславливает сохранение большей части детали в ненагретом состоянии, т.е. лазерная обработка отдельного участка не влечет изменения свойств прилежащих участков. Ещё одним достоинством метода лазерной обработки является возможность осуществлять точную глубину обработки благодаря свойству лазерного луча дозировать вводимую энергию со сколь угодно малым диапазоном и в довольно широких энергетических пределах.

При этом независимо от типа и назначения применяемых лазеров установки имеют общую структурную схему:

[pic 1]

Рисунок 1 – Принципиальная схема лазерной установки

Таким образом, теория и практика лазерной обработке материалов подтверждает огромные возможности лазерных технологических процессов, которые позволяют эффективно решать крупные производственные задачи.

[pic 2]

Рисунок 2 – Лазерная обработка материалов

2 ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Сегодня лазерное излучение применяется для резки металлов, древесных материалов, неметаллов и труднообрабатываемых материалов (оргстекла, фторопласта, полиэтилена, поливинилхлорида до 2 мм, асбоцемента, базальтовых тканей для бронежилетов, кожи, картона, керамики, ситалла, ковров и текстиля). Лазерная технология используется при нанесении размерных шкал на мерительный инструмент, пробивки отверстий диаметром 0,2-1,2 мм при толщине материала до 3 мм. Воздействие лазерного излучения на поверхность сплавов позволяет получить глубину упрочнения до 1,5 мм, такой обработке подвергаются детали, работающие в условиях износа. С помощью легирования и наплавки на поверхность сплавов получают слои с уникальными свойствами: высокой износостойкостью, теплостойкостью и т.д.