Máy cắt laser đưa năng lượng ánh sáng vào vật liệu như thế nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý/KHTN 12
Máy cắt laser tập trung bức xạ vào vùng nhỏ để vật liệu hấp thụ đủ năng lượng cho quá trình loại bỏ vật liệu. Trong những phương pháp nhiệt thông dụng, vùng này nóng chảy hoặc hóa hơi; khí hỗ trợ và chuyển động đầu cắt giúp tạo đường cắt.
Ánh sáng mang năng lượng tới đúng vùng
Hệ quang tập trung chùm laser. Năng lượng hấp thụ làm trạng thái vật liệu thay đổi, nhưng lượng hấp thụ còn phụ thuộc vật liệu, bước sóng và điều kiện bề mặt. Một bề mặt sáng không đương nhiên phản xạ hoặc hấp thụ giống nhau với mọi loại laser.
Tập trung chùm giúp tăng năng lượng nhận trên một diện tích nhỏ. Thời gian chùm ở mỗi vùng cũng quan trọng: đầu cắt chuyển động quá khác có thể làm thay đổi trạng thái vùng đang gia công.
Khí hỗ trợ không chỉ đứng ngoài cuộc
Trong cắt nóng chảy, khí có thể đẩy phần vật liệu lỏng khỏi khe cắt. Một số phương pháp dùng khí ít phản ứng với vật liệu để hạn chế những thay đổi hóa học ở mép.
Trong cắt có oxy, phản ứng oxy hóa còn cung cấp thêm năng lượng. Vì thế, không thể mô tả tất cả các chế độ bằng câu “laser làm nóng rồi mọi khí đều làm việc giống nhau”. Cắt chủ yếu bằng hóa hơi và các phương pháp dùng xung cũng có đặc điểm riêng.
Hình dung cần tạo một đường viền trong tấm kim loại: máy đưa vùng tác động nhỏ đi theo đường cần cắt, thay vì phải nung chảy cả tấm.
Có phải ánh sáng là một lưỡi dao vô hình?
Đó chỉ là hình ảnh. Trong các phương pháp đang xét, cơ chế chính không phải chùm sáng ép cơ học như cạnh dao. Năng lượng được hấp thụ và vật liệu được đưa ra khỏi vùng gia công.
Không phải mọi vật đều cắt được bằng cùng một nguồn laser hay một chế độ. Độ dày, khả năng hấp thụ, truyền nhiệt và yêu cầu mép cắt cùng quyết định điều kiện phù hợp.
Ghi nhớ: chùm đưa năng lượng tới; vật liệu hấp thụ và đổi trạng thái; khí cùng chuyển động xử lý phần vật liệu cần loại. Một đường cắt đẹp là kết quả của cả chuỗi, không chỉ của công suất ghi trên máy.