Ilmailu- ja avaruusteollisuuden poraussovellukset - kuitulaserit
Kuitulaserien edut ovat ilmeisiä verrattuna Nd: YAG-pulssi-lasereihin. Ensinnäkin kuidun laserin pumpun lähde on diodi flash-lampun sijasta, joten se voi muodostaa täydellisen neliön aallon. Toiseksi, flash-pumpattu Nd: YAG-laser on hitaampi ja hitaampi, joten aina on osa laserenergiaa alhaisempi kuin kohdealueen haihtumisraja. Tämä energian osa sulaa materiaalin, mikä aiheuttaa lämpöesteen päällysteen irrotuksen. Uudelleenlaaditun kerroksen eritelmien täyttämiseksi pulssiajan on oltava alle 1 ms. Tässä vaiheessa kuidunlasereilla on ehdoton etu, koska ne tuottavat neliöaaltoisia aaltomuotoja, joten 10 ms: n pulssien käyttö voi täyttää ilmailu- ja avaruuslaitteiden rekonstruoinnin ja halkeilun vaatimukset.
Käytämme palotilaa havainnollistamaan. Kun käytetään pulssiporaa, polttokammio pyörii useita kertoja rinnakkain porausprosessin aikana. Tässä tapauksessa tarvitaan poraukseen 5 pulssia, ja 2 reikää käytetään tuulettimen muotoisten reikien muodostamiseen. Yleensä tämän laserin suurin toistonopeus on 10 pulssia / sekunti. Kuidun laser voi muodostaa tuulettimen muotoisen reiän, jossa on yksi pitkä pulssi. Jos käytetään samaa pulssi- ja pulssienergiaa kuin Nd: YAG-laser, nopeus voi olla jopa 10 kertaa. Sama porauslaatu voidaan saavuttaa joko yhdellä tai kahdella pitkällä pulssilla tai useilla pulsseilla. Lisäksi kuitulaser voi myös säätää pulssin jaksoa poraus- ja porausajan jälkeen sen sijaan, että käytettäisiin koko ajan useita pulsseja, mikä auttaa välttämään kehon vaurioita.
Kuitulasereille on tunnusomaista tasainen yläreunan ulostulo, kun taas Nd: YAG-laserit ovat suunnilleen Gaussin. Siksi litteän yläreunan ansiosta ensin mainitut ylittävät haihtumiskynnyksen, kun taas jälkimmäisellä on merkittävä osa kynnyksen alapuolella. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kuitulaserit tarvitsevat vähemmän energiaa saman porausvaikutuksen saavuttamiseksi samoissa olosuhteissa. Syy on neliöaalto + tasainen ylätila. Tämän ominaisuuden takia kuitulaserit ovat tehokkaampia porattaessa ja niillä on vähemmän lämpövaurioita. Vähemmän lämpövaurioita johtaa parempaan päällysteen kuorintaan ja uudelleenkäsittelyyn.
Yksi syy siihen, miksi Nd: YAG-laserit ovat saaneet paljon huomiota, on ainutlaatuinen säteen divergenssiominaisuus, jonka pistekoko voi muuttua kasvavan tai pienentävän tehon avulla, ja haluttu aukko voidaan saavuttaa tarkentamalla uudelleen. Jotkut Nd: YAG -laserit integroivat sisäisen tarkennuskeskuksen muuttamaan säteen divergenssikulmaa, mutta tämä säätö edellyttää, että operaattorilla on korkea ammattitaito, aikaa vievä ja oikeat parametrit, joten monet ihmiset eivät ole optimistisia. Tämä menetelmä. Tässä vaiheessa kuidun laser on juuri päinvastainen, koska sen tarkennusmuoto on täysin pyöreä, joten ei ole mitään muutosta, kun tehoa nostetaan tai lasketaan, ja jos skaalautuva kaukoputki asetetaan järjestelmään, vaihda suoraan koko keskittynyt paikka lennonporauksen aikana. Alue on yleensä 3-1.
Kuitulaserit ovat paljon joustavampia kuin Nd: YAG-laserit, lähinnä siksi, että entisen korkean vasteen diodit voivat muuttaa pulssiaikaa ja tehoa lennonporauksen aikana, jolloin operaattorit voivat luoda erilaisia tehokokoja ja pulssiaikoja. Tarvittava pulssisarja. Käytä esimerkiksi pienitehoisia, lyhyitä pulsseja ja lisää tehoa ja pulssia sekvenssin mukaan riippuen erityisistä porausvaatimuksista. Koska kuidunlaseri pystyy säätämään pistekokoa ja pulssijaksoa (jopa 10 μs) samalla, kun ne tuottavat kilowattitason huipputehoa, vain yksi kone on riittävä.
Kun käytetään reikä-lävistystekniikkaa, kuitu- laseria voidaan käsitellä jopa 10 kertaa nopeammin kuin lamppupumputettu Nd: YAG-pulssi-laser. Sen lisäksi, että lennonporaus, kuidunlaserit voidaan muuntaa myös jatkuvatoimisesti jopa 2 kW: n suuruiseksi tehoksi suurnopeusleikkaukseen. Näitä tietoja voidaan edelleen parantaa joidenkin polttokammion rakenteiden osalta. Yhteenvetona voidaan todeta, että pulssikuitulaserit soveltuvat ihanteellisesti paksumpien levyjen ja nopeiden poraussovellusten leikkaamiseen.
