Re: Laserové rezacky, gravirovacky, popisovacky atd.?

[Pavel Hudecek]

S tím výkonem a kovem:
100W je u kontinuálního CO2 cca hranice, kdy se začne něco dít. Třeba Fe 
plech 0,5 mm se při ohnisku 35 mm propálí za minutu a rychlost řezu je pak 1 
mm/min. Tzn. k použití to není. Proto se mezi 100 a 200 cena zvýší řádově. 
Na 200 už řezat jde. Ale hodně záleží na tloušťce a materiálu. Třeba Cu 
jednak velmi dobře odráží (97+%) a pak taky dobře vede teplo.

Ty snadno použitelné, tzv. sealed lasery, kde je pracovní plyn (N+CO2+He+CO) 
zavřený v trubici (nad 150W zalomená - 400W má 4 spojené díly), končí kolem 
400W. Pak už dojde na drsnější technologie, jako fast axial flow, kde se 
trubicí fouká nadzvukovou rychlostí, nebo pro největší výkony TEA, kde je 
výboj kolmo a za cca atmosférického tlaku. Všechny se vyznačují tím, že plyn 
se kontinuálně mění. Ty TEA jsou i s desítkama kW krásně malinké, ale 
podpůrné technologie se už do pokoje nevejdou:-)

A pak zaostření:
Sealed, FAF a polovodičové jsou single mode, takže se dá paprsek zaostřit 
blízko difrakčnímu limitu. Třeba nějaký dvoumetrový CO2, co generuje 5 mm 
paprsek se dá na 35 mm zaostřit někde kousek nad 0,1 mm. Ale řezná zóna, kde 
je paprsek takhle tenký je samozřejmě dlouhá tak 1 mm a něco. Běžně se 
používá 51 mm, tam už je zóna delší, ale průměr větší a tím nadruhou menší 
výkonová hustota. Na 150-200 mm se dá řezat 10mm prkýnko, ale je okolo toho 
kvůli malé hustotě výkonu hodně plamenných efektů - trochu pomůže to 
namočit. Lepší je to projet na několikrát.

Je k tomu spousta zajímavých triků, třeba rotující ohnisko, kdy se tím 
zvětší šířka vytvářené drážky, aby bylo kudy svítit dál a přitom neklesla 
výkonová hustota. Na železo je taky dobré laserem asistované řezání 
kyslíkem, kdy většinu výkonu dodá hoření železa.

TEA jsou multimode, takže je zaostření daleko horší, ale u 10 kW už 0,8 mm 
tak nevadí:-)

Polovodič vs CO2:
CO2 má 10,7 µm, modrej polovodič 450 nm, takže polovodič se dá řádově líp 
zaostřit, proto stačí menší výkony. Ale jak dojde na tepelně vodivé 
materiály...

Další plyny v CO2:
Princip je ten, že výboj hoří v N2, jeho molekuly naráží do CO2 a uvádí je 
to vhodného rotačně-vibračně excitovaného stavu. Aby se to dalo rozumně 
uchladit i při větší tloušťce trubice, tak je tam ještě He, které dramaticky 
zvyšuje tepelnou vodivost. CO2 se navíc trochu rozkládá a vznikající O2 je 
pro CO2 laser jedem, pohlcuje těch 10,7 µm. Takže se tam přidá CO, aby 
radikál O měl s čím reagovat, než potká další O.

Dobré čtení na toto téma: Siegman: Lasers

PH