İmalat sektöründe temel bir teknoloji olan lazer kesim, yüksek hassasiyeti, yüksek hızı ve esnek işleme yetenekleri sayesinde-ağır sanayiden hassas elektroniklere, seri üretimden özel üretime-çeşitli alanlarda geniş çapta benimsenmiştir. Çok yönlü bir işleme tekniği olarak uygulamaları ve proses çözümleri, malzeme türü, gerekli hassasiyet ve üretim ölçeği ile yakından ilgilidir. Aşağıdaki bölümlerde bu hususlar ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.
1. Lazer Kesim İşleme Uygulamaları
Lazer kesim, malzemeyi önceden belirlenmiş bir yol boyunca eritmek, yakmak veya buharlaştırmak için yüksek-enerjili bir lazer ışını kullanır. Yaygın olarak kullanılır:
a) Metal İşleme
Otomotiv, havacılık ve inşaat bileşenleri için metal levhaların (çelik, alüminyum, paslanmaz çelik, titanyum) kesilmesi ve braketler, paneller, çerçeveler ve ısı eşanjörleri gibi hassas parçaların imalatı.
b)-Metalik Olmayan Malzemeler
Tasarım, paketleme ve dekoratif uygulamalar için plastik, akrilik, polikarbonat ve kompozitlerin yanı sıra ahşap, kağıt, deri ve tekstil ürünlerinin işlenmesi.
c) Elektronik ve Yarı İletkenler
Hassas mikro delikler için lazer delme ve sensörler veya MEMS cihazları için devre kartlarını, ince filmleri ve karmaşık desenleri kesme.
d) Otomotiv ve Havacılık
Gövde panelleri, iç bileşenler ve türbin kanatları için karmaşık geometrilerin kesilmesi, mekanik stres yaratmadan yapısal ağırlığın azaltılmasına yardımcı olur.
2. Lazer Kesim İşlemi Çözümleri
Lazer kesim yalnızca bir "doğrult-ve-çek" işlemi değildir; malzemeye, kalınlığa ve istenilen kenar kalitesine göre süreç ayarlanır. Temel süreç çözümleri şunları içerir:
a) Kesim İçin Lazer Çeşitleri
CO₂ Lazerler
Metaller için makul kesme hızlarıyla-metalik olmayan malzemeler (ahşap, akrilik, plastik) için idealdir. Tipik uygulamalar: tabela, tekstil kesimi, plastik.
Fiber Lazerler
Metallerin (çelik, alüminyum, bakır, titanyum) kesilmesinde son derece verimlidir. İnce ila orta-kalınlıktaki levhalar için CO₂ lazerlere göre üstün hız ve hassasiyet sunarlar. Uygulamalar: otomotiv panelleri, elektronik.
Nd:YAG/Nd:YVO₄ Lazerler
Takı, elektronik bileşenler veya mikro delikler gibi küçük veya karmaşık parçalar için uygun, mikro işleme ve gravür için kullanılan atımlı lazerler.
b) Kesim Yöntemleri
Füzyon Kesim
Lazer malzemeyi eritir ve bir gaz jeti erimiş malzemeyi üfleyerek uzaklaştırır. Genellikle metal işlemede kullanılır.
Buharlaşma Kesimi
Malzeme, hassas malzemelerin hassas şekilde kesilmesi için kullanılan, erimiş bir jet olmadan buharlaştırılır.
Karalama veya Ablasyon
Kırılgan veya çok-katmanlı malzemeler için uygun olan yüzey malzemesini tam nüfuz etmeden kaldırır.
Delme / Delme
Darbeli lazerler, mikro-delikler de dahil olmak üzere hassas delikler üretir.
c) Proses Parametreleri
Lazer Gücü: Daha kalın malzemeler için daha yüksek güç gerekir.
Kesme Hızı: Kenar kalitesi ve üretim verimliliği arasında dengelenmiştir.
Yardımcı Gaz: Kesimi geliştirmek veya oksidasyonu önlemek için oksijen, nitrojen veya hava.
Odak Konumu: Doğru odaklanma, minimum cürufla temiz kesimler sağlar.
Işın Kalitesi: Hassasiyeti ve kerf genişliğini etkiler.
d) Seri Üretime Entegrasyon
CNC-kontrollü lazer kesim hatları şunları sağlar:
Otomatik malzeme taşıma
Atığı en aza indirmek için yuvalama kesimleri
Karmaşık geometrilerin takım değişikliği gerektirmeden toplu kesimi
Komple parça üretimi için bükme, kaynaklama veya katmanlı imalatla entegrasyon
Modern üretimdeki akıllı lazer kesim hücreleri, sac profiline, kalınlığına ve malzeme türüne göre otomatik olarak proses parametreleri önerebilir. Kerf kalitesini gerçek zamanlı olarak izlemek ve geri bildirim ayarlamaları sağlamak için görüş sistemlerini kullanırlar. Esnek üretim hatlarında bükme ve kaynaklama ile birleştirildiğinde, düz levhadan bitmiş ürüne kadar tam otomatik iş akışları elde edilir. Bu çözümler çeşitli malzemelerin seri üretimi için uygundur ve endüstriyel üretim, tıbbi cihazlar, otomotiv, elektronik ve sanat gibi endüstrilerde uygulanır.