Пробивання отворів. За допомогою цього методу можна одержувати отвору діаметром 0,2-1,2 мм при товщині матеріалу до 3 мм. При співвідношенні висоти отворів до їхнього діаметра 16:1 лазерне пробивання перевершує по економічності майже всі інші методи.

У результаті вдається реалізувати таке широке коло технологічних процесів і методів обробки матеріалів (зварювання, наплавлення, маркірування, загартування, різання й ін.), що недоступне іншим видам інструмента.

Завдяки створенню надійного і досить економічного лазерного устаткування в 70-80-х рр. виникла нова промислова технологія - лазерна технологія обробки матеріалів.

Усілякий розвиток лазерної техніки і технології є зараз одним із пріоритетних напрямків прискорення науково-технічного процесу, важливим фактором інтенсифікації різних областей промисловості. Дотепер виконаний великий обсяг досліджень по застосуванню лазерів в обробці матеріалів, сформовані основні наукові напрямки, отриманий великий матеріал по роботі лазерної техніки в промисловості.

Розглянемо особливості конкретних технологічних процесів лазерної обробки матеріалів.

Фігурне різання деревних матеріалів. Цей процес широко використовується на багатьох малих підприємствах при виготовленні лиштв, карнизів, кронштейнів, меблів і кухонних виробів, скриньок, сувенірів і художніх виробів, емблем і товарних знаків з дорогоцінних порід дерева. Розкрій матеріалів з дошки, фанери, деревинно-стружкових плит товщиною до 40 мм здійснюється по складному програмувальному контурі при швидкості різання до 3 м/хв. Особливий інтерес представляє при цьому виготовлення художнього інкрустованого паркету.

Різання металів. Лазерне різання сталевих аркушів товщиною до 6 мм по складному контурі є найбільш розповсюдженим технологічним процесом лазерної обробки в промисловості. Її застосовують для вирізки таких деталей, як прокладки, кронштейни, панелі, приладові щитки, двері, декоративні ґрати, дискові пилки. Досить ефективним виявилося застосування лазерного різання фігурних виробів на стадії освоєння нової продукції, тому що через високу гнучкість лазерного устаткування значно скорочуються терміни освоєння виробів. У цих умовах лазерне різання економічне різання водяник струменем і ерозійним дротом. В даний час високими темпами розвивається різання просторових виробів, у тому числі з використанням роботів-маніпуляторів, при цьому лазерне випромінювання до зони обробки може передаватися по гнучкому оптичному електронному променепроводу.

Висновок

Електроерозійна обробка заснована на вириванні часток матеріалу з поверхні імпульсом електричного розряду. Якщо задано напругу (відстань) між електродами, зануреними в рідкий діелектрик, то при їхньому зближенні (збільшенні напруги) відбувається пробій діелектрика - виникає електричний розряд, у каналі якого утвориться плазма з високою температурою.

Так як тривалість використовуваних у даному методі обробки електричних імпульсів не перевищує 10^-2 сек, що виділяється тепло не встигає поширитися в глиб матеріалу і навіть незначної енергії виявляється досить, щоб розігріти, розплавити і випарувати невелика кількість речовини. Крім того, тиск, що розвивається частками плазми при ударі об електрод, сприяє викидові (ерозії) не тільки розплавленого, але і просто розігрітої речовини. Оскільки електричний пробій, як правило, відбувається по найкоротшому шляху, те насамперед руйнуються найбільше близько розташовані ділянки електродів. Т. о., при наближенні одного електрода заданої форми (інструмента) до іншого (заготівлі) поверхня останнього прийме форму поверхні першого. Продуктивність процесу, якість одержуваної поверхні в основному визначаються параметрами електричних імпульсів (їхньою тривалістю, частотою проходження, енергією в імпульсі). Електроерозійний метод обробки об'єднав електроіскровий і електроімпульсний методи.

Електрохімічна обробка полягає в тім, що під впливом електричного струму руйнуються поверхневі шари металу деталі, поміщеної в електроліт. Частки металу, що лежать на поверхні деталі, розчиняються в електроліті, і деталь стає блискучою (електролітичне полірування), У тому випадку, якщо поверхні повинні бути додані визначені розміри, застосовують спеціальний інструмент для механічного видалення зруйнованої плівки металу.

Лазерне різання відноситься до числа перших технологічних застосувань лазерного випромінювання, апробованих ще на початку 70-х років. За минулі роки створені лазерні установки із широким діапазоном потужності(від декількох десятків ватів до декількох кіловатів), що забезпечують ефективне різання металів з використанням допоміжного газу, що надходить у зону обробки одночасно з випромінюванням лазера. Лазерне випромінювання нагріває, плавить і випаровує матеріал по лінії передбачуваного різання, а потік допоміжного газу видаляє продукти руйнування. При використанні кисню або повітря при різанні металів на поверхні руйнування утвориться оксидна плівка, що підвищує поглощательную здатність матеріалу, а в результаті екзотермічної реакції виділяється досить велика кількість теплоти.

Для різання металів застосовують технологічні установки на основі твердотілих і газових CO2 - лазерів, що працюють як у безперервному, так і в імпульсно-періодичному режимах випромінювання. Промислове застосування газолазерного різання з кожним роком збільшується, але цей процес не може цілком замінити традиційні способи поділу металів. У зіставленні з багатьма з застосовуваних на виробництві установок вартість лазерного устаткування для різання ще досить висока, хоча останнім часом намітилася тенденція до її зниження. У зв'язку з цим процес газолазерного різання (надалі просто лазерного різання) стає ефективним тільки за умови обґрунтованого і розумного вибору області застосування, коли використання традиційних способів трудомістко або взагалі неможливо.

В ході наведеної характеристики трьох методів нетрадиційної обробки матеріалів, можемо зробити висновок, що найбільш ефективним в даному випадку, для одержання прямокутного отвору лазерну обробку, оскільки даний метод обробки дає найбільш високопродуктивний й легкорегульований метод обробки важко оброблювального матеріалу.

Література

1.Коваленко В.С. Технология и оборудование: электрофизические и электрохимические методы обработки металлов. – М., 1985. – 400 с.

2.Подураев В.Н. Физикохимические методы обработки. – М., 1988.