LASER BEAM MACHINING
Doç.Dr. Fehmi ERZİNCANLI
Tasarım ve İmalat Mühendisliği Bölümü
2008
LAZER NEDİR ?
Sözcük olarak lazer “Light Amplification by
the Stimulated Emission of Radiation”
"( Uyarılmış Işıma Yoluyla Işık Dalgasının
Genliğinin Kuvvetlendirilmesi )
cümlesindeki kelimelerin baş harfinin
alınarak kısaltılmasıdır.
LAZER İLKELERİ
•
Soğurma (Absorption) :
Temel halde bulunan atomların foton
soğurarak enerji seviyelerini
yükseltmesidir.
• Kendiliğinden Işıma (Spontaneous Emission):
Yüksek seviyeli (E2 ) bir atomun,
kendiliğinden foton yayıp enerjisini (E1 )
düşürmesidir.
• Uyarılarak Işıma (Stimulated Emission):
• Yüksek seviyeli bir atom foton zorlaması
ile, düşük seviyeye geçer. Böylece
elektron aynı dalga boyunda bir foton
yayar ve iki foton da atomdan uzaklaşır.
Lazer
• Her elementin atom yapısında yalnız o elemente
özgü olan elektron yerleşim düzeni vardır; yani o
elementteki atomların elektronları kararlı
yörüngeleri olan belli bir enerji düzeyinde
bulunurlar.
• Yörüngelerinde kararlı olarak bulunan elektronların,
dışarıdan gelen bir enerji ile uyarılıp bir üst
yörüngeye çıkarak tekrar eski kararlı konumuna
dönmesi sırasında aldığı enerjiyi dışarı salma
işlemi laserin ana prensibini oluşturmaktadır.
Lazer
• Laser kaynağı olarak kullanılan malzemenin
(kristal, gaz, sıvı) yapısını oluşturan
atomların en son yörüngelerindeki
elektronları dışarıdan enerjilendirilerek bir
üst yörüngeye çıkması sağlanır.
• Verilen enerji kesildiği zaman elektron
tekrar kararlı konumuna geçer (bir alt
yörüngeye düşer).
Lazer
• Bu sırada kazanmış olduğu enerjiyi foton
şeklinde yayar.
• Yayılan bu enerji laser kaynağının iki
tarafında bulunan yansıtmalı aynalar
vasıtası ile kendi ortamında döndürülür.
• Bu işlem elektronların tekrar tekrar
uyarılması ile devam eder.
Katı lazerler
• Zenginleştirilmiş (Doped) katı
malzemeden yapılanlar: (Ruby;
Nd:YAG; Er-Glass)
• Katı lazerlerin en çok kullanılan
malzemeleri Ruby (yapay yakut) kristali
veya Neodymium’la zenginleştirilmiş
camsı (Silisyum oksit bazlı) kristallerdir.
Gaz laserler
• Gaz laserleri aşağıdaki gibi sınıflandırabilir.
• a. Atom laserler:
. Asal gaz (He,Kr,Ne,Ar,Xe)
. Metal buharı (Pb,Sn,Zn,Cd)
b. İyon laserler:
. Asal elementli (He, Kr, Ne, Ar, Xe)
. Metal buharlı (Pb, Sn, Zn, Cd)
c. Molekül laserler: (CO, CO2, N2,
CH3F,)
Gaz laserler
• Silindirik cam veya kuartz tüp içerisine
yerleştirilen asal gazlar, gaz karışımları ve metal
buharları gaz lazerlerini üretmek için kullanılırlar.
• Gaz lazerler ultraviyole ışık, elektron tabancası,
elektrik akımı ve kimyasal reaksiyonlar
kullanılarak pompalanmaktadır.
• Helyum-Neon gaz lazeri yüksek frekans sabitliği
(saf rengi ) ve en az dağılma olan ışın demetine
sahiptir. Karbondioksit lazeri (dalga boyu
10,6µm.) tesirli ve sürekli güç alınabilen lazerdir.
Sıvı Laserler: (Rhodamine 6G, 4methylum belliferone,)
• Sıvı Laserler organik boyaların solventler
içerisinde seyreltilerek yapılan
solüsyonlardan oluşmuştur.
• Sıvı Laserler her hangi bir laser kaynağı ile
enerjilendirilerek meydana getirilebilir.
• Diğerlerine göre en önemli fark ise tek bir
dalga boyu yerine kullanılan maddeye bağlı
olarak belirli bir spektrumda istenen dalga
boyuna ayarlanarak çalışmasıdır.
LAZER ÇEŞİTLERİ
Tersine Birikim (Population
Inversion)
• Uyarılma şartlarında; Atom sadece yükselme
yapabilir. Atomların çoğunluk olarak bulunduğu
yerlerde yükselme mümkün olabilir.
• Eğer uyarılmış atomların sayısı, temel durumda
bulunanları aşmış ise bu “Tersine Birikim”
olarak ifade edilir.
• Lazer uygulamasını yapabilmek için atomların
yüksek seviyede (uyarılmış haldeki çok sayıda
atomun varlığı) olması gerektiğidir.
LAZER BİLEŞENLERİ
1-Lazer Aktif Maddesi
2-Pompalama Kaynağı
3-Resonatör
RESONATÖR
• Pompa kaynağı kimyasal enerji veya elektromagnetik
indükleme ile ışıma için lazer ortamını uyarır.
LAZER IŞINININ ÖZELLİKLERİ
1. Lazer ışını herhangi bir ışık kaynağından
daha yoğun ve şiddetlidir.
• Bazı lazerlerin şiddetine ulaşmak için bir
cisim 1030 Kelvin‘ne kadar (oC + 273)
ısıtılmalı ki o yoğunlukta ışık yaysın.
• Bir lambadaki tungsten 3000 Kelvin,
güneş ise yalnız 108 Kelvin
sıcaklığındadır.
LAZER IŞINININ ÖZELLİKLERİ
2. Laser ışınını diğer ışık kaynaklarından
yayılan ışınlardan ayıran en önemli özelliği
ışınının dağılamaz ve yönlendirilebilmesidir.
• Bu özelliği mesafe ölçme ve fiber optik
teknolojisini geliştirmiştir.
• Dalga boyunun küçük olması da dağılmayı
azaltmaktadır.
LAZER IŞINININ ÖZELLİKLERİ
3. Laser cihazı tek renkli ışık üretir (Kırmızı veya
yeşil gibi)
4. Q anahtarlaması olarak bilinen teknikle, ışık
üretimi bir süre ertelenirse, cihazda güç birikimi
olmaktadır. Aniden boşalan ışığın gücü 1
milyar watt’ı aşabilir.
5. Frekans dağılım aralığı, frekansının bir milyonda
biri civarındadır. Aynı anda birçok bilgi bir
yerden başka yere gönderebilir.
LAZER IŞINININ ÖZELLİKLERİ
6. Laser ışını dağılmaz olduğundan kısa darbeler
halinde yayınlanabilmesi mümkündür.
7. Son derece düzgün bir ışıktır ve çok az sapar.
Bir keresinde Dünyadan gönderilmiş olan lazer
ışını Apollo 11’in Aya bıraktığı bir aynadan
yansıyıp hiç sapmadan geri dönmüştür. Işığın bu
seyahatinde aldığı toplam yol 750.000 km idi.
LAZER IŞIĞININ ZARARLARI
• Lazer ışığı ile uğraşanlarda göz ve deri sürekli ışık ile
temasta olduğu için sağlık açısından tehlike söz
konusudur.
• Özellikle göz, lazer ışığından en fazla etkilenen organdır.
Göz, 0.4 - 1.4  dalga boyundaki ışığı almaktadır.
LAZER’İN UYGULAMA ALANLARI
• Endüstride kullanıldığı operasyonların başlıcaları
•
•
•
•
KESME (CUTTING)
KAYNAK (WELDING)
DELME (DRILLING)
YÜZEY DEĞİŞİKLİĞİ (SURFACE
MODIFICATION )
• YAZI YAZMA VE MARKALAMASCRIBING
(AND MARKING )
KESME (CUTTING)
• Kesme işleminde sürekli dalga(CW) ve
(Pulse) Nabızlı kullanılmaktadır.
• Kısaca CO2 lazerlerin CW (sürekli dalga
biçimi) daha kalın metaller için kullanılır;
(Pulse) Nabızlı biçimi daha ince metaller
için kullanılır.
KESME (CUTTING)
• Nabızlı yüksek güçlü Nd: YAG
lazerler süper alaşımlı metalleri
kesmek için kullanılır.
• Çoğunlukla kesme işlemleri daha
hızlı kesme oranlarından dolayı
CO2 lazer ile yapılmaktadır.
CO2 GAZ LAZERLER
• CO2 Lazerler her iki 10.6 mikron veya 9.4
mikron dalga boyundaki kızıl ötesi ışınlar
yaymak için tasarlanmıştır.
• CO2 Lazerleri aktif maddesi olarak karbondioksit
gazı kullanırlar.
• Karbondioksite ek olarak, Aynı zamanda Lazer
gazı karışımı Nitrojen ve Helyum içerir.
• Bu gazların tam olarak belirlenmiş karışım
oranları (CO2: N2:He = 1:3:16) dır.
Resonatordeki Bu Gazların Osilasyonun
Oluşumundaki İşlevi;
• N2 : Başlangıçta nitrojen parçacıkları enerji
uyarılmasını sağlar.
• CO2 : Uyarılmış durumdaki nitrojen parçacıkları
enerjilerini karbondioksit parçacıklarına transfer
ederler.
• Uyarılmış haldeki enerji yüklü karbondioksit
parçacıkları kısmen yayılması ile lazer ışını
gönderilir.
• He : Helyum parçacıkları, arta kalan karbondioksit
parçacılarından uyarılmış enerjiyi soğurarak ısıya
çevirir. CO2 parçacıları ilk hallerine döner.
• Osilasyon bu şekilde devam eder.
Resonatör
• Lazer ışığının oluştuğu bir tarafından tam sırlı ve
diğer tarafından yarı sırlı aynalarla kapatılmış
vakum ortamıdır.
• Lazer ışını oluşturmak için herhangi bir işlem
yapılmadan önce resonatorun ortamı
vakumlanarak basınç yaklaşık olarak 5
hektopascal’a düşürülür.
• Daha sonra ortama saf gaz karışımı 200 m/sn
hızla verilir ve ortamın basıncı 110-120
hektopascal değerlerine çıkarılarak çalışma
basıncı sağlanır.
• Bu işlemden sonra ortam uyarılarak
(indüklenerek) lazer ışını oluşumu başlar.
Resonatör Aynaları
• Yarı sırlı aynanın geçirgenliği % 47 ile 49
arasında değişir. Tam sırlı aynanın
esasında ışınları hiç geçirmemesi istenir.
• Yalnız çok küçük değerlerde % 99.97 gibi
bir geçirgenlik oranı sağlanır.
• Buradan geçen % 0.03’lük ışın değeri
ölçülerek tezgah gücünün hesaplanmasında
kullanılır ve ekranda görüntülenir.
CO2 Lazerlerindeki Farklar
• 1. Gaz akış oranı (gas flow rate)
• 2. Gaz akış yönü (gas flow direction)
• 3. Uyandırma (tahrik etme) metodu
(method of excitation)
1. Gaz Akış Oranı: Gas flow rate
a) Yavaş akış (slow flow):
b) Hızlı akış (fast flow):
Gaz Akış Yönü : Gas flow direction
1. Axial Flow (Eksenel Boyuna Akış )
2. Transverse Flow (Enine Akış )
Eksenel akış
Enine akış
Uyarılma (Tahrik etme ) Metodu
1. Direkt genel uyarılma (Direct current excitation)
2. Yüksek frekanslı (Radyo frekanslı) uyarılma
(High frequency excitation)
Direkt Uyarılma
1. Gaz sarfiyatı daha fazladır
2. Enerji tüketimi daha düşüktür.
3. İç (İnternal) optikler kullanılır.
4. Bakım gereksinimi fazladır.
Yüksek Frekanslı Uyarılma
1. Resonator ortamında saf gazdan başka
herhangi bir şey bulunmaz
2. Gaz tüketimi düşüktür.
3. Enerji sarfiyatının yüksek olması dezavantajdır.
4. Dış (External) optikler kullanılır.
5. Bakım gereksinimi çok azdır.
Işın Teleskopu ve Dış Optikler
Lensler
• Lenslerin odak uzunluğu ve odak uzunluğundaki ışının kesit
çapı önemlidir.
• Malzemelerin özelliğine göre kesim işlemine başlanmadan
önce lenslerin üzerine düşürülecek olan ışının çapı ayarlanır.
Kesme İşlemi
Lazer Kesme Çeşitleri
• 1. Buharlaşma kesme (Sublimation cutting)
• 2. Eriterek kesme (Fusion cutting)
3. Yüksek Basınçlı Lazer Kesme
• 4. Yakarak kesme (Flame cutting)
Buharlaştırarak Kesme
• Eriyebilen her metal için kullanılabilir.
Düzgün kesme kenarları elde edilir.
• İş parçası üstündeki sıcaklık etkisi ve
kesme kenarı alanındaki sıcaklık tesiri çok
küçüktür (minimal).
• Kesme kenarında oksitlenme olmaz.
• Bu nedenle parça daha sonra yapılacak
olan işlemler öncesinde (Örneğin; Boyama,
Kaynak vb. işlemler) tekrar bir bitirme
işlemine gerek duyulmaz.
Sublimleşme kesimi
• Bu kesim tekniğinde malzeme kesme hattında
buharlaştırılır.
•
Gerekli olan enerji yoğunluğu laser
radyasyonunun uygun ayarlanması ve
odaklamanın düzgün yapılması ile gerçekleştirilir.
• Kesme hattının oksitlenmemesi için kesim
sırasında argon veya nitrojen kullanılır.
•
Sublimleşme kesim teknolojisi ile ahşap,
kâğıt, plastik türleri ve seramik gibi sıvı fazı
olmayan malzemeler işlenir.
Buharlaştırarak Kesme
• Süblimasyon kesme için yüksek lazer
yoğunluğu gerekir.
• Metallerin yüksek buharlaşma enerjisinden
dolayı, kesme hızı bağlı olarak yavaştır.
• Metaller için maksimum malzeme kalınlığı
1mm’den az olmalıdır.
Laser Işını İle Ergiterek Kesme
• Laser ışınının yoğun enerjisi ile malzeme
ergitilir ve oluşan erginti ve curuf, bölgeye
püskürtülen bir gaz akışı ile kesme
ağzından dışarı atılır veya buharlaştırılır.
• Yanabilir malzemelerin kesilmesinde ve
metallerin paslanmaksızın
kesilebilmesinde inert veya reaksöyona
girmeyen bir koruyucu gaz kullanılır.
Eriterek Kesme: Fusion Cutting
• Malzemede buharlaşmaya ihtiyaç
duyulmadığından süblimasyon kesmeden
daha hızlı kesme işlemi yapılır.
• Yakarak kesme işlemi ile karşılaştırıldığında
ulaşılan kesme hızı daha düşüktür.
• Kesme kenarlarında oksitlenmeden
kaçınılmalıdır. Örneğin; Uygun kesme gazı
kullanılarak metaller kesilmelidir.
Yüksek Basınçlı Lazer Kesme
• Kesme kenarları oksitlenmeden uzaktır.
• Paslanmaz çelikte kesme kenarları çukur oluşumundan
uzaktır.
• 3mm kalınlığın üzerindeki Alüminyum alaşımlarında
çukur oluşumu minimumdur.
• Parça işlendikten sonra ek olarak temizleme işlemine
gerek yoktur.
• Yüksek gaz tüketimi olur.
• Kesme hızı yakarak kesme işleminden daha düşüktür.
• Yardımcı gaz ile delip geçmeye engel olunur
(malzemeye bağlı olarak Oksijen delici gaz olarak tercih
edilebilir.)
• Odak noktası saç kalınlığı ile değişir.
Yakarak Kesme: Flame Cutting
• Lazer yakarak kesme ile eriterek veya
süblimasyon kesmeden daha kalın
malzemeler işelenebilir.
• Lazer yakarak kesme ile burada
bahsedilen diğer kesme metotlarından
daha yüksek kesme hızlarına ulaşılabilir
(Eriterek kesmenin iki veya üç katı)
Laser Işını İle Yakarak Kesme
• Metalik malzeme, laser enerjisi ile yanma
sıcaklığına kadar ısıtılır ve bölgeye püskürtülen
oksijen ile yakılır. (Oksijen teknik arıklıktadır)
• Yanma sonucu oluşan ince ve akıcı curuf oksijen
hüzmesi ile kesme ağzından dışarı süpürülür.
• Exotemik reaksiyon ilave bir enerjinin açığa
çıkmasına neden olur ki, kesme hızı bu nedenle
daha da yükselir.
• Okside olan malzemelerde kesme hızının bu
nedenle 10 misli yükseldiği görülür.
• Otojen yöntemi ile kesmede olduğu gibi burada
da kesme ağızlarının paralelliği kesme ışını ile
sağlanır.
Yakarak Kesme: Flame Cutting
• Kesme gazı olarak oksijen kullanıldığından
dolayı kesme kenarların oksit katmanları
oluşur.
• Paslanmaz çelikte, bu durum kesme
boyunca paslanmayla sonuçlanabilir.
• Bir oksit katmanı genellikle çeliklerin
kaplanması için engel teşkil eder.
• Eğer oksit katmanı kesme kenarından
kaldırılmaz ise Krom-Nikel tabakalar
kaynatılamaz. Sonuç olarak kaynak
gözenekli olur.
Kesme Gazlarına Genel Bakış
• Endüstriyel lazerlerin birçoğunda, lazer ışınının
oluşabilmesi için özel gazların kullanılması gereklidir.
Gazın kalitesi ve seçimi, lazerin güvenilirliğini ve işlemin
verimliliğini doğrudan etkiler.
• Oksijen ve Nitrojen günlük operasyonlarda kesme gazı
olarak kullanılırlar.
Kesilen Malzemeler
•
•
•
•
•
Yumuşak çelik
Takım çeliği
Paslanmaz çelik (CrNi çelik)
Alüminyum ve Alüminyum alaşımlar
Silicon çelikler, yay çelikleri, titanyum ve
titanyum alaşımlar
• Lazer ışını aynı zamanda metal olmayan
malzemeler içinde kullanılır. Karton , tahta, deri,
kağıt, cam, seramikler, plastikler (polietilen,
poliyamid, poliüretan vb.)
Malzeme Maksimum
•
•
•
•
•
Kesme Kalınlığı (mm) DKP-HRP
PASLANMAZ
12
GALVANiZ
12
ALÜMiNYUM
8
PiRiNÇ
3
20
Neodmium YAG LAZER
• Nd: YAG lazerlerin aktif maddesi bir yapay
tek-kristaldir. Yttrium-Aluminium-Garnet
(YAG)’da, neodymium iyonları yttrium
iyonlarının küçük bir bölümünün yerine
geçmektedir.
• YAG kristalinde Nd iyonlarının derişimi
yaklaşık olarak %1 ile % 1.5 arasındadır.
Neodmium YAG LAZER
Nd:YAG Lazer Kavitesi
Karşılaştırma Nd:YAG lazerler ve CO2 lazerler
KAYNAK (WELDING)
• Lazer Kaynağı, endüstriyel gaz (Karbondioksit) ve
Nd:YAG (katı hal lazeri ) şeklinde sanayide son yıllarda
hızla gelişen bir uygulama sahasına sahiptir.
• Bir dolgu maddesi gerekmeden işlem kendi kendine
(otojen olarak) tamamlanır.
• Kaynak kalitesini ve kaynak banyosunu (ergimiş metali
oksitlenmeden) korumak için koruyucu gazlar (shielding
gas) kullanılır
Kaynak Çeşitleri
thermal conduction welding
penetration welding
Koruyucu Gazlar (Shield gas)
• Kaynağı atmosfer ortamından korumak ve
metal buharlaşma plazması oluşurken çok
kalın (yoğun) olmasını engellemek
koruyucu gazların görevidir.
• Helyum
• Argon
• Nitrojen
• Karbondioksit
Lazer Kaynağının Avantajları
• Kaynaklama işleminde iş parçası ile temas
olmaz
• Aşırı derecede dar kaynak yerlerinde
büyük derinlik/genişlik oranlarında
birleştirilebilir.
• Bitişik malzemeler üstüne sıcaklık tesir
alanının sınırlandırılması ile minimum
termal etki olur.
• Sonuç olarak, biçim bozulması minimum’a
indirilmektedir.
Lazer Kaynağının Avantajları
• Yüksek kaynaklama hızları mümkündür.
• Mekanik gerilim bölgeleri oluşturmadan iş
parçalarını kaynatmak lazer kaynağıyla
mümkündür.
• Lazer ışını kolaylıkla kontrol edilebilir, kaynatma
işlemini uzatmak otomatik olarak yapılabilir.
• Çok küçük bitirme işlemi gereksinimlerinde ince
ve aynı düzgünlükte birleştirme işlemleri
yapılabilir.
Uygulama Yapılan Malzemeler
•
•
•
•
Yumuşak çelik
Tavlanmış çelik
Paslanmaz çelik (CrNi çelik)
Alüminyum ve Alüminyum alaşımlar
kaynatılabilir. Bununla birlikte silicon
çelikler, titanyum ve titanyum alaşımlarda
kaynatılabilir.
DELME, (DRILLING)
• Lazer kesmede olduğu gibi, lazer delme işleminde de
parçayla bir bağlantı olmaz.
• Delme işlemi şiddetli çarpma işlemi ile yapılır.
• Çarparak delme için en çok sık kullanılan Nd:YAG
lazerlerdir.
• Çarparak delme işlemi Delik çapı 1.27mm den az ve
2.54mm arasındaki kesit kalınlardaki küçük deliklerle
bağlantılı yerleştirme işlemleri için kullanılır.
• Delik çapı 1mm daha büyük olduğu durumlarda
genellikle (trepanning) delme tezgahları ile yapılır.
• Trepanning delmede genellikle delik çapı Sx0.4 = delik
çapı
Lazerlerin delme kapasitesi:
•
•
•
•
•
•
•
Tamlık, tekrarlanabilir küçük delikler
Her metal veya alaşım
Her seramik
Çarparak delme ile maksimum derinlik 1mm
Daha ince malzemelerde daha iyi
Delmede iki tip metot kullanılır. Trepan ve percussion
Derinlik:Çap=10:1 oranı, sadece çarparak delik delme
işleminde kullanılır.
• Minimum delik çapı= 20 mikrondur, çarparak delme
(percussion)
• Maksimum delik çapı = sınırsız, trepanning delmeden
dolayı
SURFACE MODIFICATION (YÜZEY
DEĞİŞİKLİĞİ):
• Yüzeyin kimyasal değişimi parçada
istenilen özelliklere uygun yapılar üretmek
için yapılır.
• Yüzey işlemini sıcaklık davranışı,
kaplama, yüzeyleme, sırlama ve çizme
olarak kategorize edebiliriz.
SCRIBING AND MARKING (YAZI YAZMA VE
MARKALAMA)
• CO2 lazerlerin ışınının uzun dalga boyuna sahip olması,
özellikle seramik işlenmesinde iyi sonuç vermesi en çok
tercih edilmesini sağlamaktadır. Çizilmiş seramik devre
kartları gelişen ve yüksek hacimli telekomünikasyon ve
otomotiv endüstrisi gibi pazarlarda kullanılmaktadır.
LAZERLE ÜRETİMİN FAYDALARI
1. Lazer ışığı üretim tekniği, geleneksel tek
parça üretim tekniği ile rekabet etmektedir.
2. Lazer ışığı hiç aşınmaya uğramayan,
kırılmayan, yedeklenmesi gerekmeyen çok
yönlü kesme işlemidir.
3. İşlenen malzeme ile direkt temas
olmadığından kırılma ve yıpranma gibi
olaylar olmaz
LAZERLE ÜRETİMİN FAYDALARI
3. İşlenen malzemeye kuvvet
uygulanmadığından malzemenin sağlam
bir şekilde bağlanmasına gerek yoktur
4. Lazer ışığının dalga boyundaki bir
noktada, işlem yapmak mümkündür.
5. Lazer ışığını bir noktaya odaklayarak,
eriyebilen ve patlayabilen maddelerin
yakınında lehimleme ve kaynak yapılabilir.
LAZERLE ÜRETİMİN FAYDALARI
6. Lazer ışığı aynalarla uzak yerlere
kolaylıkla taşınıp kullanılabilir.
7. Lazer, havada veya su sızdırmayan
kapalı kap gibi ortamlarda kullanılabilir.
8. Elmas gibi çok sert, seramik gibi kırılgan
maddeler lazerle kolaylıkla işlenebilir.
9. Lazer kesme işleminin kolaylıkla kumanda
edilebilmesine ve son derece karışık
şekillerin işlenmesine imkan vermektedir
LAZERLE ÜRETİMİN FAYDALARI
10. Lazerle kesilmiş yüzeyler temiz, düzgün ve
çapaksız olmakta ve pürüzlülük 0.01mm ile
0.05mm arasındadır.
11. Lazerle kesme işlemi ısıya bağlı bir işlem
olmasına rağmen kesilen yüzeylerde doku ve şekil
değişimi olmamaktadır.
Bunun nedeni, lazer ışığındaki yüksek seviyedeki
enerji yoğunluğu ve hemen hemen işlenen tüm
malzemelerin aniden ve içten buharlaşmasıdır.
12. Yüksek basınçlı lazer sistemi sayesinde yüksek
vasıflı çelikler ve demir olmayan malzemeler
talaşsız ve oksitsiz olarak kesilebilmektedir.
Örnek Lazer Uygulamaları
• YAG LAZERLE ELMAS İŞLEME
5X5X0.3mm
2.54mm çapındaki paslanmaz tüp
Karakter yüksekliği 0.7mm
Paslanmaz çelik kalın
125micron
Delik çapı 50micron
Silikon kalınlığı 125mikron ve
Delik çapı 3mm
• Teşekkürler
Laserin çalışma prensibi:
• Optik bakımdan saydam, bir ucunda tam sırlı
ve yansıtıcı, diğer ucunda yarı sırlı kısmen
yansıtıcı iki ayna bulunan bir tüp alınır.
• Buna gaz, sıvı ve katı bir madde doldurulur.
Dışarıdan ışık verme, elektrik akımı geçirmek
suretiyle veya kimyasal bir yolla elde edilen
enerji, ortamdaki atomlara ulaşır.
• Bunların bazıları bu enerjiyi emerler.
• Fazla enerji, atomları kararsız hale getirir.
Kendisine bir foton çarpan, uyarılmış ve
kararsız atom, fazla enerjiyi foton neşrederek
verir.
• Fotonlar, benzer şekilde diğer fotonların
neşrini sağlar. Uçlara ulaşan fotonlar,
aynalardan yansıyarak geri dönerler ve olay
devam eder.
• Uyarma ve tahriklerde ortamdaki fotonlar
artar.
• Atomların hemen hemen hepsi, foton
yaymaya başlayınca kuvvetlenen ışık, yarı
sırlı uçtan dışarı çıkar.
• Bu, lazer ışınıdır.
• Lazer dalgalarını, uygun adım giden aynı
üniforma ve şekle sahip askerlere, normal
ışığı ise rastgele karakteri bozuk bir
orduya benzetmişlerdir.
• Normal ışıkta dalgalar, birbirini zayıflatıcı
karakterde olmasına rağmen, lazerde
birbirini kuvvetlendirici olurlar.
• Lazer ışınları yüksek frekanslı olduklarından
güneş ışını özelliklerine sahiptir.
• Ancak laser ışınları tek frekanslı olduğu için
kayıpları azdır.
• Ayrıca laser ışınları aynı fazda yapılan ışık
dalgaları olduğu için şiddeti büyük olur.
• Bu yüzden laser ışınlarının şiddeti güneş
ışınlarının şiddetinin bir milyon katıdır.
Download

5. Sunum