Introduction et avantages de la technologie de forage laser

  11 Aug , 2020         Chris         8988

 Le forage au laser est une technologie de traitement laser qui utilise une source de chaleur d’impulsion avec une densité de puissance élevée et un court séjour (inférieur à la coupe au laser) pour percer des trous. La formation d’ouverture peut être réalisée par impulsion simple ou impulsions multiples.Comparé aux techniques traditionnelles de forage telles que la machine de forage mécanique, la décharge électrochimique et électrique d’étincelle, le forage au laser est plus économique pour les positions peu profondes de trou. Bien que la source de chaleur laser basée sur la conception de coupe peut également être utilisé pour le forage, il est plus efficace de travailler avec la source de chaleur laser basée sur la conception de forage. Dans le même temps, le laser pulsé à haute puissance et répétable peut couper à travers une série de trous étroitement reliés. D’une manière générale, le diamètre du forage au laser se situe généralement entre 0,075 ~ 1,5 mm. (0,003 ~ 0,060 pouces).

  Les trous laser sont propres et ont une petite quantité de refonte, ce qui signifie que le métal fondu peut coller à l’intérieur des trous pendant le processus de forage. Lorsque de grandes ouvertures sont nécessaires, la technologie de forage de faisceau laser en mode de coupe est nécessaire pour obtenir l’ouverture requise. Dans le processus de forage, le mode de perforation est d’abord utilisé pour préparer des trous de taille suffisante afin que le processus de coupe ultérieur commence à partir de ce point. Le processus de forage ou de pénétration nécessite un faisceau laser à impulsions répétables avec puissance maximale et haute pression d’air. Après la pièce pénètre, le faisceau laser peut être coupé en réduisant la puissance de pointe ou même en passant à un mode sans impulsion.

  Les lasers à l’état solide ont une longueur d’onde plus courte et peuvent atteindre une sortie d’impulsion de haute intensité, de sorte qu’ils sont plus appropriés pour le forage au laser, tels que le laser Nd:YAG, Nd: Laser en verre et Nd: Ruby laser. Dans les applications techniques, le laser Nd:YAG est souvent utilisé pour le forage au laser de matériaux métalliques (comme le montre la figure 1). Les lasers co2 sont couramment utilisés pour ouvrir des trous dans des matériaux non métalliques tels que la céramique, les composites, les plastiques ou le caoutchouc.

  Le forage laser en métal nécessite une densité de puissance de focalisation de faisceau laser pulsé de 10^5 W/mm^2 (6,5 W/in.^2 × 10^7 W/in.^2) ou plus. Lorsque le faisceau concentré frappe la surface du matériau pendant la coupe, le matériau fond et volatilise, et le métal fondu et évaporé est éjecté, formant des trous dans la pièce. D’une manière générale, la profondeur de l’ouverture laser est de 6 fois de l’ouverture. Plusieurs impulsions peuvent être nécessaires pour obtenir une pénétration complète du matériau pour les ouvertures laser dans les pièces à parois épaisses. La technologie de perforation laser peut être jusqu’à 25mm de forage de matériaux d’épaisseur.

 

Mise au point du faisceau laser

  En mode de forage laser, une lentille focale courte est utilisée pour concentrer le faisceau de puissance de pointe du laser pulsé sur un endroit avec un diamètre de 0,6 mm pour atteindre le niveau de densité de puissance nécessaire pour le forage.

  La faible divergence du faisceau laser peut être obtenue par un résonateur laser spécifique. Dans le processus de forage, le faisceau laser à faible divergence modifie la propagation de la réflexion du faisceau de travail, améliorant ainsi la qualité et la profondeur du trou. Le diamètre du faisceau peut être contrôlé en changeant l’ouverture du dispositif de mise au point. Par conséquent, l’ouverture peut être utilisée pour améliorer la densité énergétique du faisceau concentré et la répartition de l’intensité du faisceau. Tous ces principes ont une certaine signification de référence pour l’application du forage au laser.

Avantages de la technologie de forage laser

Le forage au laser présente la plupart des avantages de la découpe au laser. Lorsque vous avez besoin du diamètre du trou de moins de 0,5 mm (0,020 pouce), le forage laser particulièrement bénéfique, et dans les outils conventionnels ne peuvent pas entrer dans la zone pendant l’ouverture, seulement besoin de faire le faisceau et la surface du matériau pour former un certain angle de faisceau laser peut atteindre des trous d’admission, éviter efficacement l’interférence avec le traitement mécanique avec la structure des événements de broyage d’impact se produisent.

1 D’autres avantages du forage au laser sont les suivants :

2 Temps d’ouverture court

3 Forte adaptabilité à l’automatisation

4 Il peut être utilisé pour l’usinage pénétrant de matériaux réfractaires

5 Contrairement à l’ouverture mécanique, il n’y a pas d’usure mécanique entre la pièce et l’ouverture