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光纖激光器金屬切割的巨大潛力
材料來源:互聯(lián)網(wǎng)          

高亮度、高功率固體激光源,如光纖激光器,展現(xiàn)了它們在未來金屬切割應用中的潛力。IPU前身為丹麥產(chǎn)品發(fā)展學會,即InstituteforProductDevelopment,有一個研發(fā)的新概念采用了單模光纖激光器進行激光切割,已開始在DOEFLAC和ROBOCUT兩個項目中得以應用,并與許多其它項目伙伴開展合作。
  
    最初的實驗測試表明,這種新的加工方式有潛力超越先進的光纖激光切割和CO2激光切割,比后兩種激光切割技術的加工速度更快、效果更好,而且更便宜。預計,兩個項目完成之后,這種切割技術將日益成熟并達到一定水平,可依照通常的商業(yè)條件用于制造出產(chǎn)品并銷售。
  
    定制光束形狀
  
    這些項目基于一個原則,即:與使用單束圓形激光束的傳統(tǒng)激光切割相比,新的切割工藝采用了復雜的激光光束形狀。利用大功率單模光纖激光器獨特的聚焦特性,產(chǎn)生復雜的光束形狀,并使之有可能從整體激光能量中分出一部分,以便創(chuàng)建一個“匙孔”,用于激光焊接或激光切割應用中。其余的能量將分配到熔體;在此之前,主光束用來創(chuàng)建一個適當?shù)母哒羝麎毫Ψ植荚谌廴诓牧媳砻。這使得它可以將局部壓力施加在切口流出的熔體上,這遠遠超過了在激光切割中常用的同軸氣體噴射的壓力。結(jié)果是,切口非常狹窄。新工藝極具潛力,在較大的切割速度范圍內(nèi)不會產(chǎn)生毛邊,而且在狹窄的輪廓切割中也能進行高速切削,產(chǎn)生高質(zhì)量的切口。
  
    幾種切割方式
  
    而且,通過正確地定制激光光束形狀(添加“蓋”形的光束形狀),即使沒有使用切割輔助氣體,熔融流體也會沿著入射激光束相反的方向流出切口。因此一個單通道遠程切割技術被開發(fā)出來,這種技術具有明確的應用前景,比先進的遠程激光切割能更有效地從切口處去除熔融物。
  
    光束整形
  
    這種激光切割技術的核心是光束整形,可以通過不同方式實現(xiàn),例如:設計一個配有單模光纖激光器的系統(tǒng)。通過光束組合結(jié)構——而不是把所有的單模傳輸光束匯入一條大的傳輸光纖中,就能將這些光束傳輸?shù)角懈铑^,正如用于大功率多模光纖激光器配置。
  
    應用一個單模光纖激光源。采用一種先進的光學系統(tǒng)與一個特別設計的人工全息圖(也稱為衍射光學器件),將輸入激光束轉(zhuǎn)換為輻射模式,以便優(yōu)化給定的激光切割工藝。


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