ВВЕДЕНИЕ 6
1. ОБЗОР НАУЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 8
Основные характеристики взаимодействия излучения с веществом 8
Основные факторы, оказывающие существенное влияние на процесс обработки 8
Поглощение лазерного излучения 13
2. ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР 15
3. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ 25
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 45
ПРИЛОЖЕНИЕ
Развитие современного производства обуславливает все возрастающее внедрение наукоемких технологий. К ним относится лазерная обработка материалов. Такая обработка является одной из технологий, которые определяют современный уровень производства в промышленно развитых странах. Использование лазерной обработки материалов позволяет обеспечить высокое качество получаемых изделий, заданную производительность процессов, экологическую чистоту, а также экономию людских и материальных ресурсов.
В наши дни лазерное оборудование для резки материалов используется в самых разных сферах и направлениях. Оно получило широкое распространение благодаря своей высокой точности, многофункциональности, производительности, экономичности. Подобные устройства способны работать практически с любыми металлами, сплавами и неметаллами, что является значительным преимуществом.
Раньше мастера выжигали и выпиливали узоры вручную, сейчас этот процесс может выполнять лазерное оборудование, которое способно выдерживать высочайшую точность и выполнять работу значительно быстрее. Сделанные таким оборудованием изделия отлично подходят для оригинального подарка.
Лазерная резка дерева и фанеры является наиболее экономичным, быстрым и удобным способом раскроя этих материалов, т.к. производится без механического контакта с самим материалом, с отсутствием отходов и расходных материалов.
Поскольку нет механического контакта раскрой фанеры возможен по любым, самым сложным контурам с самой мелкой детализацией, с которыми простыми инструментами (пилами и фрезами) попросту не справиться.
Также легко поддаются лазерной обработке листы шпона (от 0,6 мм), позволяя вырезать из разных пород самые оригинальные сюжеты, что дает большие возможности для декораторов, производителей мебели и других предметов интерьера. При лазерной резке шпона края не рвутся, не ломаются и не обгорают. Благодаря минимальной толщине реза (толщине лазерного луча) зазоры между деталями очень малы, что позволяет взаимозаменять вырезанные элементы, сохраняя ценный материал.
В работе представлены экспериментальные исследования лазерной резки фанеры ГОСТ 3916.1-96 различной толщины (4, 6, 8 и 10 мм) при различных режимах резания. В экспериментах варьировались фокусное расстояние, скорость резки и мощность. Целью работы является исследование образцов и подбор оптимального режима резки.
Твердость и плотность древесины усложняют процесс лазерной резки, делают его более трудоемким. Характер резки вдоль и поперек волокон различен. Общая проблема - сучки, при наличии которых отличного качества реза добиться очень трудно. Край реза от светло-коричневого до почти черного, слегка обугленный. Чем толще и тверже древесина, тем темнее кромки реза. Фанера хорошо режется до толщины 8-10 мм. Резка фанеры сильно зависит от сорта древесины, вида клея и способа обработки. Лучше всего режется обессмоленная фанера из древесины хвойных пород. Березовая фанера менее пригодна для резки, еще сложнее резать фанеру с формальдегидными смолами. Поверхность реза всегда темная. Режим и качество резки конкретного сорта фанеры определяются экспериментальным путем.
В ходе экспериментов были выявлены оптимальный, максимальный и минимальный режимы резания.
Оптимальный режим резания получен на образце, обработанным при мощности в 20% от номинальной мощности лазера (30Вт), при скорости резки в 10 единиц (0,6 м/мин) и расходе воздуха 5м3/час.
Максимальный режим резания получен на образце, обработанным при мощности в 20% от номинальной мощности лазера (30Вт), при скорости резки в 10 единиц (0,6 м/мин) и расходе воздуха 5 м3/час.
Минимальный режим резания получен на образце, обработанным при мощности в 17% от номинальной мощности лазера (30Вт), при скорости резки в 5 единиц (0,3 м/мин) и расходе воздуха 5м3/час.
