Ლაზერული მარკირების მანქანებისთვის თბოგავლენის ზონის კონტროლის მეთოდები

Ლაზერული მარკირების მანქანა წარმოადგენს მოწყობილობას, რომელიც მაღალი ენერგიის სიმჭიდროვის ლაზერული სხივის გამოყენებით ქმნის მუდმივ ნიშნებს მასალის ზედაპირზე. მარკირების პროცესში ლაზერი იწვევს თბოს გამოყოფას მასალის ზედაპირზე და მის გარშემო, რის შედეგადაც წარმოიქმნება თბოგავლენის ზონა (HAZ). თბოგავლენის ზონა შეიძლება გამოიწვიოს გამუქება, დამწვრობა ან ლოკალური დაძაბულობა, რაც ზეგავლენას ახდენს მარკირების ხარისხზე. სტატიაში თბოგავლენის ზონა ანალიზირებულია სამი ასპექტიდან: წარმოქმნის მექანიზმი, გავლენის მომხდარი ფაქტორები და კონტროლის მეთოდები.

1. თბოგავლენის ზონის წარმოქმნის მექანიზმი

Ლაზერული მარკირების დროს ლაზერული სხივი ფოკუსირდება დეტალის ზედაპირზე ფოკუსირების სისტემის მეშვეობით. მასალა შთანთქავს ლაზერულ ენერგიას, სწრაფად გადუღდება და განიცდის ლოკალურ აორთქლებას ან დნობას. იმ გარშემო მდებარე არეაში, რომელიც სრულად არ აორთქლდება, ტემპერატურა იზრდება თბოგამტარობის გზით, რაც ქმნის თბოგავლენის ზონას. HAZ-ის ძირეთადი მახასიათებლები შემდეგია:

Ლაქის ზომის დამოკიდებულება: უფრო დიდი ლაზერული ლაქები გადაადეგენ თბოს უფრო ფართო არეაზე, რაც იწვევს HAZ-ის გადიდებას.

Მასალის თბოგამტარობა: ლითონები მაღალი თბოგამტარობით სწრაფად ავრცელებენ თბოს, რაც იწვევს უფრო დიდი HAZ-ის წარმოქმნას, ხოლო დაბალი თბოგამტარობის მქონე მასალები შეინახავენ თბოს, რაც იწვევს უფრო პატარა HAZ-ის წარმოქმნას.

Იმპულსის ენერგია და ხანგრძლივობა: მაღალი სიმძლავრის, გრძელი იმპულსების ან უწყვეტი ტალღის რეჟიმები უფრო მეტ თბოს გავრცელებას იწვევს.

2. თბოგავლენის ზონის ზომაზე მოქმედი ფაქტორები

Ლაზერული სიმძლავრე
Უფრო მაღალი სიმძლავრე იწვევს უფრო მეტი ენერგიის შთანთქმას, უფრო სწრაფად იზრდება ზედაპირის ტემპერატურა და უფრო ფართოდ ვრცელდება თბო, რაც გადიდებს HAZ-ს.

Იმპულსის სიგანე და გამეორების სიხშირე
Მოკლე იმპულსის ლაზერები ენერგიას აფოკუსირებს, თბოს ალაგებს ფოკალურ წერტილში და შეზღუდულ ზონაში აქვს ზემოქმედება. გრძელი იმპულსები ან მაღალი გამეორების სიხშირე თბოს აგროვებს, რაც ზომას აზრდის ზემოქმედების ზონაში.

Ლაზერული ლაქის ზომა და ფოკუსირების პოზიცია
Პატარა, ზუსტად დაფოკუსირებული ლაქები თბოს აკონცენტრირებს, რაც უზრუნველყოფს ნათელ ნიშნების გამოყოფას. დიდი ლაქები ან ფოკუსის გადახრა თბოს ვრცელდება და ზრდის ზემოქმედების ზონას.

Სკანირების სიჩქარე
Ნელი სკანირება იწვევს იმას, რომ ლაზერი გრძელი ხანი იმყოფება იმავე ადგილას, რაც ზრდის თბოს აგროვებას. სწრაფი სკანირება ამცირებს ადგილობრივ ტემპერატურის მატებას და შეამცირებს ზემოქმედების ზონას.

Მასალის თვისებები
Მასალის თერმული გამტარობა, შთანთქმის მაჩვენებელი და დნობის ტემპერატურა პირდაპირ აისახება თბოს გავრცელებაზე. მაგალითად, ალუმინის და სპილენძის მაღალი თერმული გამტარობა გამოიხატება დიდი ზემოქმედების ზონით, ხოლო პლასტმასების და კერამიკის შემთხვევაში ეს ზონა პატარაა.

3. ზემოქმედების ზონის კონტროლის მეთოდები

Ლაზერული სიმძლავრის და იმპულსური პარამეტრების ოპტიმიზაცია
Შეადარეთ ენერგიის, იმპულსის სიგანის და განმეორების სიხშირის მაჩვენებლები მასალის თვისებებთან, რათა ენერგია კონცენტრირდეს ფოკალურ წერტილში ზედმეტი დიფუზიის გარეშე. მაღალი პიკური სიმძლავრის მოკლე იმპულსები ეფექტურად ამცირებს HAZ-ს.

Შეადარეთ ფოკუსირების სისტემა
Შეარჩიეთ შესაბამისი ფოკუსური მანძილის ლინზა და დარწმუნდით, რომ ფოკალური წერტილი ზუსტად მოთავსებულია მასალის ზედაპირზე, რათა თავიდან აიცილოთ სითბოს გავრცელება. პატარა ლაქების ზომები ამცირებს HAZ-ს.

Გაზარდეთ სკანირების სიჩქარე
Გაზარდეთ გალვანომეტრიული სკანერების ან XY სისტემების სიჩქარე, რათა შეამციროთ ლაზერის დაყოვნების დრო და მინიმუმამდე შეამციროთ ადგილობრივი სითბოს დაგროვება.

Ნიშნვა ნაბიჯ-ნაბიჯ ან მრავალჯერადი გადატვირთვით
Იმ მუქი ან სქელი მასალებისთვის, გამოიყენეთ მრავალი დაბალ ენერგიის გადატვირთვა, რათა სითბო დაგროვდეს დროთა განმავლობაში და არ წარმოიქმნას ზედმეტი HAZ.

Დამხმარე გაგრილება
Გამოიყენეთ ჰაერის ბგერის ან წყლის გაგრილება ნიშნვის დროს, რათა მოაცილოთ ზედაპირის სითბო და კონტროლი განახორციელოთ სითბოს გავრცელებაზე.

Შეარჩიეთ შესაბამისი ლაზერის ტალღის სიგრძე
Მასალები სხვადასხვაგვარად შთანთქავს ტალღურ სიგრძეებს. შესაბამისი ტალღის სიგრძის შერჩევა ზრდის მონიშვნის ეფექტურობას და ამცირებს თბოგავრცელებას, რითაც კონტროლდება HAZ.

Თბოგავლენილი ზონა ლაზერული მონიშვნის დროს თავიდან არ არის აცილებადი ფენომენი. თუმცა, ლაზერის სიმძლავრის, პულსური პარამეტრების, ფოკუსირების სისტემის, სკანირების სიჩქარის ოპტიმიზაციით და გაგრილების ზომების გამოყენებით, HAZ-ის ზომა ეფექტურად შეიძლება კონტროლდეს, რაც უზრუნველყოფს მონიშვნის ხარისხს. HAZ-ის კონტროლი არა მხოლოდ აუმჯობესებს მონიშვნის ნათელობას და სიზუსტეს, არამედ ამცირებს მასალის დეფორმაციას და ზედაპირის ზიანს, რითაც ის ხდება მაღალი სიზუსტის ლაზერული მონიშვნის გასაღები ტექნოლოგია.