Металлургические машины и оборудование расчет основных параметров лазерного технологического оборудования. Учебное пособие

головка с емкостным датчиком и блоком управления для поддержа- ния постоянного положения фокуса резака относительно обрабаты- ваемого листа; сменные объективы и телескопы для выполнения раз- личных технологических операций.

ХТС-Портал (HTS-Portal) – универсальные лазерные технологические комплексы (на основе твердотельного лазера)

Изготовитель: НПО «БУЛАТ»

Универсальные лазерные технологические комплексы серии HTSPortal предназначены для выполнения широкого круга операций по лазерной обработке крупногабаритных деталей, а именно, контурной резке, сварке, наплавке, гравировке, прошивке отверстий и термооб- работке.

Конструктивная особенность лазерных комплексов серии HTSPortal состоит в перемещении излучателя лазера относительно не- подвижной обрабатываемой детали, размещенной под излучателем. Это позволяет существенно расширить пространственную зону ла- зерной обработки и значительно упростить работу с тяжелыми круп- ногабаритными деталями и заготовками, а также производить вырез- ку отверстий на готовых изделиях.

Установки серии HTS-Portal выпускаются в двух модификациях. В первом варианте они имеют размер поля обработки 500 × 500 мм и оснащаются электромеханическим лифтом, позволяющим изменять высоту размещения деталей относительно лазерного излучателя. Во втором варианте установки серии HTS-Portal имеют размер поля об- работки 1300 × 500 мм.

Обрабатываемые изделия в разных модификациях оборудования могут размещаться либо на столе для резки, положение которого по высоте можно изменять, либо на тележке с гидравлическим подъем- ником. Все установки могут оснащаться лазерами с максимальной выходной мощностью излучения лазера от 150 до 300 Вт.

Контроль и наблюдение за процессом обработки в зависимости от вида выполняемых работ может осуществляться либо с помощью бинокулярного микроскопа, либо с использованием системы видео- наблюдения с отображением процесса обработки на мониторе управ- ляющего компьютера. Большое увеличение и высокое качество сте- реоизображения микроскопа позволяют производить в ручном ре- жиме сложные работы с высокой точностью.

Защита глаз оператора от действия лазерного излучения и свече- ния – двухступенчатая, с помощью отсекающего оптического фильт-

91

ра и жидкокристаллического затвора, работающего синхронно с из- лучателем лазера.

Технические характеристики представлены в таблице.

КС-3В «Навигатор» – комплекс лазерного раскроя (на основе волоконного лазера мощностью 1 или 2 кВт)

Изготовитель: ВНИТЭП При производстве комплексов КС-3В «Навигатор» используются

комплектующие ведущих мировых производителей, в том числе во- локонные лазеры фирмы ИРЭ-Полюс, а также уникальный коорди- натный стол с двигателями на линейных приводах, разработанный компанией ВНИТЭП. Современная система слежения за профилем листа, а также механизмы подачи с использованием линейных двига- телей позволяют производить раскрой на скоростях до 60м/мин. Ав- томатическая система слежения за профилем поверхности заготовки поддерживает оптимальную фокусировку с точностью 100 мкм, что увеличивает и стабилизирует скорость реза и позволяет получать ка- чественную гладкую поверхность кромки реза, не требующую по- следующей обработки.

Конструкция комплекса обеспечивает демпфирование колебаний, возникающих при изменении положения режущей головки на высо- ких скоростях.

92

МЛ35-2-ЛД, МЛ35-007-ЛД – машины лазерные для резки и раскроя (на основе твердотельного лазера)

Изготовитель: НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ» Портальные лазерные машины серии МЛ35 предназначены для

резки и раскроя по сложному контуру, гравировки, прошивки отвер- стий, сверления изделий из листового металла толщиной до 4...5 мм для стали и до 3...4 мм для алюминия с высокой точностью и качест- вом обработки поконтуру. Размеры обрабатываемых листов до

1250 × 2500мм.

Лазерное излучение генерируется импульсным Nd:YAG-лазером с мощностью излучения 250...300 или 400...500 Вт с принципиально новой оптической схемой, либо волоконным иттербиевым лазером мощностью 0,7...2 кВт производства фирмы IPG (ИРЭ Полюс).

Фокусирующая оптическая система (резак) снабжена бесконтакт- ным емкостным датчиком, что позволяет автоматически поддержи- вать постоянное положение фокуса резака относительно обрабаты- ваемого листа и обеспечивает высокое качество реза.

Машина управляется от IBM PC. Программное обеспечение по- зволяет осуществлять загрузку и обработку файлов-заданий, инте- рактивную установку технологических параметров, управление, кон- троль и самодиагностику системы, задает параметры выходного из- лучения (частоту, энергию, длительность).

93

Технические характеристики представлены в таблице.

МЛП3-007-ЛД, МЛП35 007-ЛД – машины лазерные для резки и раскроя (на основе волоконного лазера)

Изготовитель НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ» Машины предназначены для прецизионной сложноконтурной

резки тонких листов металлов без образования заусенцев и дефектов, прошивки отверстий, скрайбирования, фрезерования различных ма- териалов, в том числе композитных материалов, черных и цветных металлов, обработки многослойных тонкопленочных структур и рез- ки микродеталей и трафаретов для поверхностного монтажа.

Отличительная особенность машин МЛПЗ и МЛП35 – использо- вание новейшей компонентной базы: волоконных лазеров, кинемати- ческих систем на основе прямого преобразования электромагнитной энергии в механические перемещения, систем управления последне- го поколения.

Применение волоконных лазеров позволяет получить средние мощности излучения в сотни ватт при одномодовом режиме и реали- зовать технологические режимы обработки с минимальными дефек- тами, во много раз повысить производительность. Использование линейных двигателей позволяет достигать максимально высоких по- казателей точности и повторяемости, развивать значительные уско- рения и скорости.

Базовый комплект: волоконные лазеры, линейные двигатели, гра- нитное основание, оптическая система с телевизионным каналом на- ведения и наблюдения, пневмосистема, система вытяжной вентиля- ции, защитная камера, системы питания, управления и охлаждения, компьютер, комплект программного обеспечения.

Опции: возможность использования до 2–3 лазерных каналов, гальваносканер, вращающая головка, предметные стол.

94

Технические характеристики представлены в таблице:

Настольная лазерная установка с Nd:YAG-лазером для сварки в ручном и полуавтоматическом режиме

Изготовитель: Лаборатория «Лаген» Помимо сварки, ЛТУ может также использоваться для пробивки от-

верстий, исправления дефектов, пайки и термообработки поверхностей. Установка снабжается бинокулярной микроскопической насад- кой, обеспечивающей высокую степень защиты пользователя. Воз- можна комплектация установки телевизионной системой наблюде-

ния, формирующей черно-белое или цветное изображение.

* По заказу поставляется устройство с частотой следования импульсов до 40 Гц.

95

«КАРАВЕЛЛА-1» – автоматизированная технологическая установка (на основе лазера на парах меди)

Изготовитель: ФГУП «ИСТОК» Установка предназначена для прецизионной обработки тонколи-

стовых (0,05...1,0 мм) материалов: тугоплавких металлов (W, Мо, Та), теплопроводных металлов (Сu, Ag, Al, Аu), сплавов, полупро- водников (Si, Ge, GaAs, SiC), диэлектриков, графитов, алмазов и др.

Виды выполняемых операций: сверление микроотверстий, преци- зионная контурная резка, скрайбирование, фрезерование, модифика- ция приповерхностного слоя, формирование изображений в объеме прозрачных материалов (стекла, кварца, сапфира).

Состав установки: лазер на парах меди (ЛПМ) «Кулон-15», систе- ма движения и управления с персональным компьютером, технологи- ческая камера, оптическая система доставки и фокусировки пучка в зону обработки, система поддува технологического газа в зону обра- ботки, система удаления продуктов разрушения из зоны обработки.

96

97

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Ашкрофт Н. Мермин Н. Физика твердого тела. – М.: Мир, 1979. Вейко В.П. Опорный конспект лекций по курсу «Физико-

технические основы лазерных технологий»: Лазерная микрообработ- ка. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005.

Голоскоков Д.П. Уравнения математической физики. – СПб.: Пи-

тер, 2004.

Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов; Пер. с англ. –

М.: Мир, 1986.

Катилевский Н.И. Волновая оптика. – М.: Высш. шк., 1978. Кизель В.А. Отражение света. – М.: Наука, 1973.

Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. –

М.: Наука, 1982.

Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справ. / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов. – М.: Машиностроение, 1985.

Лазерная техника и технология: В 7 кн. /Под ред. А.Г. Григорьянца. –

М.: Высш. шк., 1988.

Лазерные микротехнологии и их применения в электронике. – М.: Радио и связь, 2001.

Оптическая электроника / А.М. Василевский, М.А. Кропоткин, В.В. Тихонов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990.

Технологические процессы лазерной обработки / Под ред. А.Г. Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.

98