Способ лазерной резки

(51) 5 ИЯ ОБР ИЕ ОПИ ПАТЕНТУ пани (ОЕ) Мур (старМногомодовый л тельного лазера 9 на нате, легированном Предпочтителен лазе гранате, легированно ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Е,И.Дюпон де Немур знд К(56) Патент США )Ф 4795500,кл, В 01 О 39/10, 1989. Изобретение относится к технологиики металлических пластин.Целью изобретения является расширетехнологических возможностей способа.На фиг.1 показана схема осуществления способа; на фиг.2 - схема устройства, получен ного описываемым способом.Импульсный многомодовый лазерный луч от источника 1, установленный с возможность 4 движения по осям Х, У и Е относительно стола 2 направляют на металлическую пластину 3, имеющую верхнюю поверхность 4 и нижнюю поверхность 5(фиг.1). На этой пластине необходимо получить каналы 5 сложной формы (фиг.2). Эти каналы 5 содержат 4 периферических выемки 6 типа прорезей, а также радиальные прорези 7. Выемки 6 разделены каналами 8. ч получают от твердоалюмоиттриевом гранеодимом (йб-тАЙ). р на алюмоиттриевом м неодимом (Нб-УАО).(54) СПОСОБ ЛАЗЕР (57) Использование: и пиллярными каналам ния: многомодов преобразуют в одном на обрабатываемой з венно одномодовый При повторном прохо металла. сконденси фазы и повторно зат канала удаляются. 7 НОИ РЕЗКИолучение изделий с каи. Сущность изобретеый лазерный луч адовый и фокусируют аготовке, Преимущестлуч это ТЕМоо-мода.де луча частицы окиси рованные из паровой вердевшие на стенках з,п,ф-лы, 2 ил,Два апертурных диска 10, 11 устанавливают между задним и передним зеркалами 12, 13.Плосковогнутую линзу 14 с фокусным. расстоянием 20 мм размещают на оптической оси лазера снаружи от зеркала 13, Выпуклую линзу 15 с фокусным расстоянием +100 мм размещают соосно с линзой 14 на оптической оси. При этом получают колимированный луч 16 диаметром 16 мм. Вторая выпуклая линза 17 также имеет фокусное расстояние +100 мм, Она фокусирует луч в пятно диаметром 35-40 мк над верхней поверхностью 4 пластины 3 в пятно размером менее 100 мк, При этом получают одномодовый луч, который является ТЕМоо-модой, Длительность импульсов луча равна 200 мксек, частота - 130-180 Гц, Для удаления расплавленного металла, образующегося при резке, соосно с лучом подают рабочую среду 18. в качестве которой используют кислород, Резку можно производить за один и более проходов.В эксперименте было найдено, что частота импульсов луча должна. быть 130 Гц.При скорости резки 50 мм/сек и частоте 130Гц, обрабатываемую заготовку перемещалиприблизительно на 6 мк между импульсами.С другой стороны, когда частота импульсовбыла больше упомянутых 130 Гц, мощностьлазера падалаи лазер не работал при частоте больше, чем 185 Гц, при напряжении налампе накалки 500 В и при длительностиимпульсов 200 мксек. Более высокая частота импульсов могла быть получена с болеекороткими ламповыми импульсами, например, с ламповыми импульсами 175 мксек,частотами, приблизительно, 150-160 Гц,При 500 В напряжения на лампе и длительности импульса 200 мксек, продолжительность импульса лазерного луча составляла125 мкс при частоте 130 Гц,Основным требованием была подача коротких, плотных импульсов 40 МВт/см с2достаточной низкой скважностью, чтобы избежать перегрева обрабатываемой заготовки при низких скоростях резки.Механическая прочность фокусирую щей линзы ограничивала давление, рабочегогаза,Было испытано несколько газов, применение очищенного кислорода оказалось самым эффективным. Расстояние междурежущим наконечником и обрабатываемойзаготовкой, приблизительно, 400 мм.Луч фокусировали не на заготовке, а нарастоянии, приблизительно, 2 мм.Формула изобретения1, Способ лазерной резки металлической пластины, при котором импульсныйсфокусированный многомодовый лазерный луч направляют к верхней поверхности пластины для получения жидкой ванны междуверхней и нижней поверхностями пластиныи удаляют жидкий металл с нижней поверх 5 ности потоком сжатой рабочей среды, соос.ным с лучом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения технологических возможностей, предварительно многомодовыйлуч преобразуют в одномодовый, а фокуси 10 рование луча осуществляют над верхней поверхностью пластины в пятно размеромменее 100 мк2. Способпоп.1,отл ич ею щийсятем, что одномодовый луч является ТЕМОО 15 модой,3. Способ по п 1, о тл ич а ю щи йс ятем, что длительность импульса луча равна200 мкс.4, Способ по и 3, о т л и ч а ю щ и й с я20 тем, что частота импульсов луча равна 130180 Гц.5. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что в качестве рабочей среды используется кислород.256. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что при получении капиллярных каналов пластину перемещают относительно луча по заданной траектории по меньшей30 мере эа один проход,7. Способ по и 6, о тл и ч а ю щи й с ятем, что каналы получают по меньшей мереза два прохода.8. Способ поп 6.отличающийся35 тем, что каналы получают по меньшей мереэа три прохода.1834771 еда кто Корректор Н,Ревская роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 2698 ВНИИПИ Составитель Т.Олес Техред М.Моргентал Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5