ในเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ โหมดเอาต์พุตของเลเซอร์เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่กำหนดกลไกการประมวลผลและประสิทธิภาพการตัด ตามการกระจายตัวของพลังงานเลเซอร์เอาต์พุตตามกาลเวลา เลเซอร์ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นเลเซอร์แบบต่อเนื่องและเลเซอร์แบบพัลส์ เลเซอร์สองประเภทนี้แสดงลักษณะการเชื่อมต่อพลังงาน พฤติกรรมการโต้ตอบทางความร้อน และการปรับตัวในการประมวลผลที่แตกต่างกันในการใช้งานการตัด
I. ลักษณะของเลเซอร์แบบต่อเนื่องในการใช้งานการตัด
เลเซอร์แบบต่อเนื่องหมายถึงเลเซอร์ที่ส่งออกลำแสงเลเซอร์ที่เสถียรที่กำลังคงที่ระหว่างการทำงาน พลังงานเลเซอร์จะถูกกระจายอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป และวัสดุยังคงอยู่ภายใต้ภาระทางความร้อนอย่างต่อเนื่องตลอดกระบวนการตัด
ในระหว่างการตัด เลเซอร์แบบต่อเนื่องจะให้ความร้อนแก่พื้นผิววัสดุอย่างต่อเนื่อง ทำใหุ้ณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่ออุณหภูมิถึงจุดหลอมเหลวหรือจุดระเหย จะเกิดสระหลอมเหลวที่เสถียร ด้วยความช่วยเหลือของก๊าซเสริม วัสดุที่หลอมเหลวจะถูกขับออกจากรอยตัดอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถแยกวัสดุได้อย่างต่อเนื่อง
เนื่องจากการป้อนพลังงานที่เสถียร การตัดด้วยเลเซอร์แบบต่อเนื่องจึงให้ความเสถียรของสระหลอมเหลวและความต่อเนื่องของรอยตัดที่ดี ทำให้เหมาะสำหรับเส้นทางการตัดที่ยาวนานและการประมวลผลคอนทัวร์ที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม การป้อนความร้อนอย่างต่อเนื่องยังทำให้เกิดการแพร่กระจายความร้อนภายในวัสดุ ส่งผลให้เกิดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนค่อนข้างใหญ่ บริเวณขอบอาจเกิดการเสียรูปทรงจากความร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค
การตัดด้วยเลเซอร์แบบต่อเนื่องมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลโลหะแผ่นขนาดกลางและหนา เช่น การตัดเหล็กกล้าคาร์บอน สแตนเลส และโลหะผสมอะลูมิเนียมในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดสูงสำหรับประสิทธิภาพการตัดและปริมาณการผลิต
II. ลักษณะของเลเซอร์แบบพัลส์ในการใช้งานการตัด
เลเซอร์แบบพัลส์ส่งออกพัลส์เลเซอร์พลังงานสูงที่มีระยะเวลาสั้นๆ ที่ความถี่ซ้ำที่เฉพาะเจาะจง พลังงานเลเซอร์จะถูกกระจายเป็นระยะๆ เมื่อเวลาผ่านไป แต่ละพัลส์มีระยะเวลาสั้นมากแต่มีกำลังไฟสูงสุดสูง
ในการใช้งานการตัด เลเซอร์แบบพัลส์จะทำหน้าที่บนพื้นผิววัสดุผ่านความหนาแน่นของพลังงานสูงในทันที ทำให้บริเวณเฉพาะที่หลอมเหลวหรือระเหยอย่างรวดเร็ว การกำจัดวัสดุทำได้ทีละน้อยผ่านการซ้อนทับแบบพัลส์ต่อพัลส์ และกระบวนการตัดแสดงให้เห็นถึงการสะสมของการกำจัดวัสดุในระดับจุลภาคอย่างต่อเนื่อง
เนื่องจากเวลาการโต้ตอบของแต่ละพัลส์สั้นมาก ความร้อนจึงมีเวลาไม่เพียงพอที่จะแพร่กระจายไปยังบริเวณโดยรอบ ด้วยเหตุนี้ การตัดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์จึงสร้างโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนที่เล็กกว่าและมีผลกระทบจำกัดต่อโครงสร้างจุลภาคของวัสดุและสัณฐานวิทยาของขอบ ลักษณะนี้ให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการตัดที่มีความแม่นยำและการประมวลผลวัสดุที่ไวต่อความร้อน
เลเซอร์แบบพัลส์มักใช้สำหรับแผ่นโลหะบาง ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ ไมโครโฮล และการประมวลผลรอยตัดแคบ นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูงหรือการใช้งานที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณภาพขอบตัด
III. อิทธิพลของโหมดการโต้ตอบพลังงานต่อประสิทธิภาพการตัด
ความแตกต่างในประสิทธิภาพการตัดระหว่างเลเซอร์แบบต่อเนื่องและแบบพัลส์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในการกระจายพลังงานเลเซอร์ตามกาลเวลาและเชิงพื้นที่ เลเซอร์แบบต่อเนื่องเน้นการป้อนพลังงานที่เสถียรและการหลอมเหลวอย่างต่อเนื่อง ทำให้เหมาะสำหรับการตัดที่เน้นประสิทธิภาพมากกว่า เลเซอร์แบบพัลส์อาศัยกำลังไฟสูงสุดสูงเพื่อให้ได้การกำจัดวัสดุที่แม่นยำ โดยเน้นที่การควบคุมความร้อนและความแม่นยำในการตัดเฉือนมากขึ้น
ในกระบวนการตัดจริง เลเซอร์แบบต่อเนื่องมักจะแสดงความเร็วในการตัดที่สูงกว่าและความสามารถที่แข็งแกร่งกว่าสำหรับการประมวลผลแผ่นหนา ในขณะที่เลเซอร์แบบพัลส์แสดงข้อได้เปรียบในด้านความสามารถในการเจาะ การควบคุมคุณภาพขอบ และการปราบปรามผลกระทบจากความร้อน
IV. ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติสำหรับการเลือกกระบวนการตัด
เมื่อเลือกระหว่างเลเซอร์แบบต่อเนื่องและแบบพัลส์สำหรับการใช้งานการตัด ปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาของวัสดุ การนำความร้อน การสะท้อนแสง และความแม่นยำในการประมวลผลที่ต้องการ จะต้องได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุม สำหรับแผ่นขนาดใหญ่และการตัดชิ้นส่วนโครงสร้าง เลเซอร์แบบต่อเนื่องสอดคล้องกับข้อกำหนดการผลิตในอุตสาหกรรมมากกว่า สำหรับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ การตัดวัสดุบาง หรือการประมวลผลวัสดุพิเศษ เลเซอร์แบบพัลส์ให้การปรับตัวของกระบวนการที่ดีกว่า
ในการใช้งานบางประเภท สามารถใช้การปรับกำลังของเลเซอร์แบบต่อเนื่องเพื่อให้ได้พฤติกรรมการประมวลผลแบบกึ่งพัลส์ ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการตัดและการควบคุมผลกระทบจากความร้อน
เลเซอร์แบบต่อเนื่องและเลเซอร์แบบพัลส์มีบทบาทในกระบวนการที่แตกต่างกันในการใช้งานการตัด พวกเขาแสดงความแตกต่างพื้นฐานในลักษณะการส่งออกพลังงาน กลไกการโต้ตอบของวัสดุ และช่วงการตัดที่เกี่ยวข้อง ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับหลักการทำงานของเลเซอร์ทั้งสองประเภท รวมกับข้อกำหนดการประมวลผลเฉพาะ เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบรรลุคุณภาพการตัดที่เสถียรและปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลโดยรวม