Laserové zdroje

Řezání laserem

Při řezání materiálů pomocí laserového paprsku se využívá vysoká koncentrace energie laserového paprsku. Po dopadu sfokusovaného laserového paprsku na řezaný materiál dochází okamžitě k jeho absorpci materiálem (koeficient absorpce, resp. odrazivosti, je závislá na vlnové délce laserového záření a druhu materiálu), roztavení materiálu jouleovo teplo, jeho sublimaci a vytvoření paroplynového kanálu. Zbytky roztaveného kovu jsou z řezné mezery odstraněny pracovním plynem, který proudí přes řezací trysku koaxiální s osou laserového paprsku.

V oblasti laserového řezání spolupracujeme s firmami:

Co je laser

Laser je zařízení sloužící jako zesilovač elektromagnetického záření. Toto záření může, ale nemusí mít frekvenci viditelného světla. Laser vydává velmi silné záření se specifickými vlastnostmi. Za prvé, záření je monochromatické, tedy jde o záření o jediné frekvenci. Při viditelném světle to znamená, že je to světlo jednobarevné – na rozdíl od obyčejného světla, které je směsí všech barev. Monochromatické záření je časově koherentní. Další důležitou vlastností je prostorová soudržnost, díky níž je možné vysílat záření emitované laserem v tenkém, nerozptýleném paprsku a zaostřit jej do malého bodu.

Jak funguje řezání laserem

Laser se skládá ze tří základních částí: zdroje energie, aktivního média a optického rezonátoru. Zdroji energie se někdy říká i pumpa. Jeho úkolem je dodat energii aktivnímu médiu, aby se mohlo dostat do vybuzeného stavu. Zdroj bývá nejčastěji buď elektrický, světelný - například výbojka, ale i jiný laser. Do média je třeba dodávat tolik energie, aby počet částic ve vybuzení - excitovaném stavu byl vyšší, než těch v základním stavu. Částice se do vybuzeného stavu dostane tak, že absorbuje tolik energie, aby jeden její elektron dokázal přeskočit na vyšší energetickou hladinu, která se nachází dále od jádra.

Když po čase přeskočí tento vybuzený elektron zpět, stejné množství energie se vyzáří ve formě nekoherentního záření. Toto se nazývá spontánní emise. Médium bývá uloženo v optickém rezonátoru, který se skládá zpravidla ze dvou zakřivených zrcadel - jedno z nich je částečně propustné. Záření, které vzniklo spontánní emisí má správnou vlnovou délku, směr a fázi se od nich odráží tam a zpět a při každém průchodu interaguje s excitovanými částicemi média a způsobuje jejich návrat na základní energetickou hladinu.

Při takovém stimulovaném poklesu na původní energetickou hladinu částice vyzařují fotony se stejnou fází, frekvencí, polarizací a směrem jako fotony procházejícího paprsku, takže se požadované záření zesiluje. Přes částečně propustné zrcadlo část záření unikne v podobě soustředěného laserového paprsku a část se odrazí zpět na další zesílení.

Druhy laserů

Podle druhu použitého aktivního média rozeznáváme lasery pevnolátkové, kapalinové, plynové, plazmové a polovodičové. V průmyslu se používajá například rubínový laser, YAG (yttriovo-aluminiový granát) či takzvaný vláknový, kde aktivní médium tvoří optické vlákno. Z plynových se používá zejména CO2. Kromě toho jsou rozšířené i polovodičové lasery, nazývané také diodové. Podle časového režimu dělíme lasery na kontinuální a impulsní, které emitují záření v záblescích trvajících někdy jen jednu stomilióntinu sekundy. Paprsek se od zdroje k pracovní hlavě zpravidla vede optickými vlákny.

Využití laserů

Funkce laseru v průmyslu je vytvořit paprsek záření a přivést ho na potřebné místo, kde může zahřát zpracovávaný materiál. Podle parametrů tohoto procesu je možné laser využít k popisování materiálu, svařování nebo řezání. Při řezání materiál taje a odpařuje se, nebo jej odnese proud plynu, případně shoří. Povrch řezu je velmi kvalitní. Laser je vhodný pro dělení materiálů do tloušťky 10 - 15 mm, zejména na měkkou ocel, ocelové slitiny, hliník a jeho slitiny. Řezací proces je vysoce účinný a přesný - řídí se počítačem. Díky velmi malému průměru paprsku je i tepelně ovlivněná oblast minimální. Nevýhodou ve srovnání s jinými řezacími technologiemi je vyšší ekonomická a provozní náročnost.