Hogyan működik a lézervágás?
A lézer az angol „LASER” szóból ered, ami egy mozaikszó. A Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation magyarul annyit tesz, hogy fénykibocsátás indukált emisszióval. Nem véletlen nevezik a lézer csóváját lézerfénynek, lézersugárnak. Na de hogyan hatol át ez a fény a fémen?
A lézervágás olyan eljárás, melynek során nagy pontossággal és precíz minőségben vághatunk lemezeket. A lézer lehetővé teszi, hogy kis vágásszélességgel és szűk hőhatás zónával dolgozzunk. Előbbi azt jelenti, hogy kisebb felületek megmunkálására is lehetőségünk van. Utóbbi hőhatás zóna alatt azt a területet kell érteni a fémen, amelyet „megkap” a lézer csóvája. Ennek a pontnak a precizitása azért is nagyon fontos, mert nem kívánunk a vágás mentén elszíneződésekkel küzdeni. Márpedig a fém az égés során elszíneződhet. A megmunkált anyagot a lézer nem teszi képlékennyé a vágási pontok mellett, így az nem deformálódik el.
Hogyan működik a lézervágás?
A lézercsóva valójában egy rendkívüli intenzitású fényoszlop. Erről a fényoszlopról érdemes tudni, hogy egyetlen hullámhosszú vagy színű. Egy közönséges CO2 lézer esetében a lézer hullámhossza az Infravörös tartományba esik, és az emberi szem számára láthatatlan. A lézerrezonátorból érkező lézersugár alíg egy inches átmérőjű. Ez a fény különböző irányokba terelhető, hála jó néhány tükörnek, vagy ha úgy tetszik sugárterelőnek. Miután a fény végigcikázott a gépben a maga izgalmas kis útján, ráfókuszálódik a vágni kívánt felületre.
A lézerfény ekkor készen áll arra, hogy egy fúvókán keresztül kijöjjön a gépből és elkezdjen dolgozni a fémfelületen. Ugyanebből a fúvókából a lézerrel egyidejűleg sűrített gázok is áramlanak a felületre, ami többnyire Oxigén vagy Nitrogén szokott lenni.
A lézercsóvák fókuszálása történhet speciális lencsén vagy hajlított tükrön keresztül is. Ezek a kis elemek a lézerfejben kerültek elhelyezésre, hogy a sugár fókuszpontja és az energia sűrűsége pontos legyen. A tökéletesen kerek és egyenletes sugárcsóvát a gép a fúvóka közepére állítja, hogy a lézersugár precízen foglalja el a helyét, és készen álljon a lemez égetésére.
A nagy sugár így egyetlen pontba összpontosul, melyen a hősűrűség rendkívül magas. Pontosan úgy kell elképzelni ezt, mint amikor egy nagyítóval a nap sugarait egy pontra összpontosítjuk és azok meggyújtanak egy felületet. Sokan kísérleteztünk ezzel gyerekként, ha máshol nem is, akkor fizika órán. Tudjuk jól, hogy milyen hőt képes termelni egy aprócska nagyító, így nem lesz nehéz elképzelni egy ipari géphatásfokát. Számszerűsítve egy lézervágó esetében 6 KW-os energia termelődik ezen az ici-pici ponton, ami őrületes hőt termel.
Ez a magas hősűrűség rendkívül gyorsan képes felhevíteni a fémet az adott ponton. Ezzel a hővel a fém megolvasztható, sőt némely anyag részlegesen vagy teljesen el is párolog a megmunkálás során. Lágyfém vágásakor a lézersugár hője olyan égési folyamatot indít be, melynek során a lézervágó gáz tiszta oxigénné alakul. Rozsdamentes acél vagy alumínium esetében a lézercsóva csak megolvasztja az anyagot, majd nagynyomású nitrogénnel fújják ki a megolvasztott fém részecskéket a vájatokból. Így keletkeznek a formázott élek és a kis vágások.
Egy CNC lézervágó feje előre meghatározott módon mozog a kívánt területen. A tervező programmal tulajdonképpen egy „útvonalat” rajzolunk a lézerfejnek. A lézervágó a tervet követve vágja ki a kívánt formát vagy mintázatot egy lemezből. Az útvonalat a számítógépes vezérlőegység tartatja be a fejjel. Ez a vezérlő meghatározza a követendő forma mellett azt is, hogy milyen mélységben vágjon a gép.
Ezt a vágási mélységet egy beépített ún. kapacitív vágási magasságszabályozó határozza meg. Ez rendkívül pontos távolságot tart a fúvófej és a lemez közt és lehetővé teszi azt, hogy egy és ugyanazon géppel tudjunk gravírozni, vájni és vágni, akár egy projecten belül egyszerre. Ez a távolságtartó képesség nagyon fontos, mert a fókuszpont közelségének meghatározása befolyásolja a lemezmegmunkálás formáját. Nem mindegy, hogy a fókuszpontot a lemez fölé, a lemezre vagy a lemez alá helyezzük.
A vágás minőségét számos más paraméter és beállítás is befolyásolja még, de jobb, ha ezeket a bonyolult, mérnöki dolgokat már meghagyjuk a szakembereknek. Egy biztos: a lézervágás egy stabil, megbízható és nagyon pontos vágási procedúra, ha fémet szeretnénk formára szabni vagy fémbe szeretnénk formát kivágni, esetleg belegravírozni.