เราทุกคนทราบดีว่าเครื่องกำเนิดเลเซอร์มีหลายประเภท เช่น เลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (เรียกอีกอย่างว่าเลเซอร์ CW) และเลเซอร์แบบพัลส์ ตามชื่อ เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องจะส่งพลังงานอย่างต่อเนื่อง และแหล่งปั๊มเลเซอร์จะส่งพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างเลเซอร์เอาต์พุตเป็นเวลานาน จึงได้แสงเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง โดยทั่วไปแล้ว พลังงานเอาต์พุตของเลเซอร์ CW ค่อนข้างต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องใช้งานเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง เลเซอร์แบบพัลส์หมายความว่าจะทำงานเพียงครั้งเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง เลเซอร์แบบพัลส์มีพลังงานเอาต์พุตขนาดใหญ่และเหมาะสำหรับการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ การตัด การเชื่อม การทำความสะอาด และการวัดระยะ ในความเป็นจริง ในแง่ของหลักการทำงาน ทั้งหมดอยู่ในประเภทพัลส์ แต่ความถี่พัลส์เอาต์พุตของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องค่อนข้างสูง ซึ่งสายตาของมนุษย์ไม่สามารถรับรู้ได้
STYLECNC จะอธิบายความแตกต่างระหว่างเลเซอร์ทั้ง 2 ประเภทนี้:
เลเซอร์แบบพัลส์เทียบกับเลเซอร์แบบ CW
นิยามและหลักการ
1. หากเพิ่มตัวปรับสัญญาณให้กับเลเซอร์เพื่อสร้างการสูญเสียเป็นระยะๆ สามารถเลือกเอาต์พุตบางส่วนจากพัลส์จำนวนหนึ่งได้ ซึ่งเรียกว่าเลเซอร์พัลส์ พูดง่ายๆ ก็คือ แสงเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์พัลส์เป็นลำแสงต่อลำแสง ซึ่งเป็นรูปแบบทางกล เช่น คลื่น (คลื่นวิทยุ/คลื่นแสง เป็นต้น) ที่ปล่อยออกมาในเวลาเดียวกัน
2. ในเลเซอร์ CW โดยทั่วไปแสงจะถูกปล่อยออกมาหนึ่งครั้งในหนึ่งรอบของโพรง เนื่องจากความยาวของโพรงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงมิลลิเมตรถึงเมตร จึงสามารถปล่อยออกมาได้หลายครั้งต่อวินาที ซึ่งเรียกว่าเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง พูดง่ายๆ ก็คือ เลเซอร์ CW จะปล่อยแสงอย่างต่อเนื่อง แหล่งปั๊มเลเซอร์จะจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างแสงเลเซอร์ออกเป็นเวลานาน จึงทำให้ได้แสงเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง
คุณสมบัติ
1. ผ่านการกระตุ้นของสารทำงานและเอาต์พุตเลเซอร์ที่สอดคล้องกัน เลเซอร์ CW สามารถทำงานในโหมดต่อเนื่องได้เป็นเวลานาน
2. เลเซอร์พัลส์มีกำลังเอาต์พุตขนาดใหญ่ เหมาะสำหรับการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ การตัด การวัดระยะ ฯลฯ ข้อดีคืออุณหภูมิโดยรวมของชิ้นงานจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ช่วงที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะน้อยลง และการเสียรูปของชิ้นงานก็จะน้อยลง
ลักษณะเฉพาะ
1. เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องมีสถานะการทำงานที่เสถียร นั่นคือ สถานะคงที่ จำนวนอนุภาคของแต่ละระดับพลังงานในเลเซอร์ CW และสนามรังสีในโพรงมีการกระจายที่เสถียร
2. เลเซอร์แบบพัลส์ หมายถึง เลเซอร์ที่มีความกว้างพัลส์ของเลเซอร์หนึ่งตัวน้อยกว่า 0.25 วินาที และทำงานเพียงครั้งเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง
วิธีการทำงาน
1. โหมดการทำงานของเลเซอร์แบบพัลส์ หมายถึงโหมดที่เอาต์พุตของเลเซอร์ไม่ต่อเนื่องและทำงานเพียงครั้งเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง
2. โหมดการทำงานของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องหมายถึงเอาต์พุตเลเซอร์จะต่อเนื่องและเอาต์พุตจะไม่ถูกขัดจังหวะหลังจากเปิดเลเซอร์
กระแสไฟขาออก
1. เลเซอร์แบบพัลส์มีกำลังเอาต์พุตขนาดใหญ่
2. พลังงานเอาต์พุตของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องโดยทั่วไปค่อนข้างต่ำ
พลังสูงสุด
1. โดยทั่วไปเลเซอร์ CW สามารถทำได้เพียงขนาดเท่ากับกำลังของมันเองเท่านั้น
2. เลเซอร์พัลส์สามารถให้พลังงานได้หลายเท่าของพลังงานที่ตัวเองมี ยิ่งความกว้างของพัลส์สั้นลง ผลกระทบจากความร้อนก็จะน้อยลง และมีการใช้เลเซอร์พัลส์มากขึ้นในการประมวลผลแบบละเอียด
สินค้าสิ้นเปลืองและการบำรุงรักษา
1. เครื่องกำเนิดเลเซอร์พัลส์: จำเป็นต้องบำรุงรักษาบ่อยครั้ง และวัสดุสิ้นเปลืองจะมีให้ภายหลัง
2. เครื่องกำเนิดเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง: แทบไม่มีการบำรุงรักษา และไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองในขั้นตอนหลัง
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ CW เทียบกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์
เลเซอร์ทำความสะอาด เป็นเทคโนโลยีทำความสะอาดพื้นผิววัสดุใหม่ที่สามารถทดแทนการดอง การพ่นทราย และการทำความสะอาดด้วยปืนฉีดน้ำแรงดันสูงแบบเดิมได้ เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ใช้หัวทำความสะอาดแบบพกพาและไฟเบอร์เลเซอร์ ซึ่งมีการส่งผ่านที่ยืดหยุ่น ควบคุมได้ดี วัสดุที่ใช้งานได้หลากหลาย ประสิทธิภาพสูง และผลลัพธ์ที่ดี
สาระสำคัญของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คือการใช้ลักษณะเฉพาะของความหนาแน่นพลังงานเลเซอร์สูงเพื่อทำลายสารมลพิษที่ติดอยู่บนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์โดยไม่ทำให้วัสดุพิมพ์เสียหาย ตามการวิเคราะห์ลักษณะทางแสงของวัสดุพิมพ์ที่ทำความสะอาดและสารมลพิษ กลไกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ประเภทหนึ่งคือการใช้ความแตกต่างของอัตราการดูดซับของสารมลพิษและวัสดุพิมพ์ให้มีความยาวคลื่นของพลังงานเลเซอร์ที่กำหนด เพื่อให้สามารถดูดซับพลังงานเลเซอร์ได้อย่างเต็มที่ สารมลพิษจะถูกดูดซับเพื่อให้สารมลพิษได้รับความร้อนเพื่อขยายตัวหรือระเหย อีกประเภทหนึ่งคือ มีความแตกต่างเพียงเล็กน้อยในอัตราการดูดซึมของเลเซอร์ระหว่างวัสดุพิมพ์และสารมลพิษ เลเซอร์พัลส์กำลังสูงความถี่สูงใช้เพื่อกระทบกับพื้นผิวของวัตถุ และคลื่นกระแทกจะทำให้สารมลพิษแตกและแยกออกจากพื้นผิวของวัสดุพิมพ์
ในสาขาการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เลเซอร์ไฟเบอร์ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแหล่งกำเนิดแสงทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือ ความเสถียร และความยืดหยุ่นสูงกว่า เนื่องจากเป็นองค์ประกอบหลัก 2 ประการของเลเซอร์ไฟเบอร์ เลเซอร์ไฟเบอร์ต่อเนื่องและเลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลส์จึงครองตำแหน่งที่โดดเด่นในการประมวลผลวัสดุในระดับมหภาคและการประมวลผลวัสดุที่มีความแม่นยำตามลำดับ
การกำจัดสนิม สี น้ำมัน และชั้นออกไซด์บนพื้นผิวโลหะเป็นสาขาการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน การกำจัดสนิมแบบลอยตัวต้องใช้ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ต่ำที่สุด และสามารถทำได้โดยใช้เลเซอร์พัลส์พลังงานสูงมากหรือแม้แต่เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องที่มีคุณภาพลำแสงต่ำ นอกจากชั้นออกไซด์ที่มีความหนาแน่นแล้ว โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้เลเซอร์ MOPA ที่มีพลังงานพัลส์โหมดเดียวเกือบ 1.5mJ ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง สำหรับสารมลพิษอื่นๆ ควรเลือกแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสมตามลักษณะการดูดซับแสงและความง่ายในการทำความสะอาด STYLECNCเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์แบบคลื่นพัลส์และต่อเนื่องซีรีส์นี้ เหมาะสำหรับการใช้เลเซอร์จุดหยาบที่มีพลังงานสูงพิเศษและเลเซอร์จุดละเอียดที่มีพลังงานสูงตามลำดับ
ภายใต้เงื่อนไขพลังงานเดียวกัน ประสิทธิภาพในการทำความสะอาดของเลเซอร์แบบพัลส์จะสูงกว่าเลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่องมาก ในเวลาเดียวกัน เลเซอร์แบบพัลส์สามารถควบคุมปริมาณความร้อนได้ดีขึ้น และป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของพื้นผิวสูงเกินไปหรือละลายจนมีขนาดเล็กเกินไป
เลเซอร์ CW มีข้อได้เปรียบด้านราคาและสามารถทดแทนช่องว่างด้านประสิทธิภาพด้วยเลเซอร์แบบพัลส์โดยใช้เลเซอร์กำลังสูง แต่เลเซอร์ CW กำลังสูงจะมีความร้อนเข้ามามากกว่าและสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวมากขึ้น
ดังนั้น จึงมีความแตกต่างพื้นฐานระหว่าง 2 สถานการณ์การใช้งาน ด้วยความแม่นยำสูง จำเป็นต้องควบคุมความร้อนของพื้นผิวอย่างเคร่งครัด และสถานการณ์การใช้งานที่ต้องการให้พื้นผิวไม่ทำลาย เช่น แม่พิมพ์ ควรเลือกใช้เลเซอร์แบบพัลส์ สำหรับโครงสร้างเหล็ก ท่อ ฯลฯ ขนาดใหญ่บางส่วน เนื่องจากมีปริมาตรมากและกระจายความร้อนได้รวดเร็ว ข้อกำหนดสำหรับความเสียหายต่อพื้นผิวจึงไม่สูง จึงสามารถเลือกใช้เลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่องได้
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบ CW เทียบกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลส์
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ คือการใช้พัลส์เลเซอร์พลังงานสูงในการให้ความร้อนเฉพาะจุดกับวัสดุในพื้นที่เล็กๆ พลังงานของรังสีเลเซอร์จะแพร่กระจายเข้าไปในภายในวัสดุผ่านการนำความร้อน และวัสดุจะถูกหลอมละลายเพื่อสร้างแอ่งหลอมเหลวเฉพาะ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในลักษณะสำคัญของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลวัสดุด้วยเลเซอร์ เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบ่งออกเป็นการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลส์และการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่องเป็นหลัก
การเชื่อมด้วยเลเซอร์นั้นมุ่งเป้าไปที่การเชื่อมวัสดุที่มีผนังบางและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำเป็นหลัก และสามารถเชื่อมแบบจุด เชื่อมแบบชน เชื่อมแบบเย็บ เชื่อมแบบปิดผนึก เป็นต้น โดยมีอัตราส่วนภาพสูง ความกว้างของรอยเชื่อมเล็ก โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็ก การเสียรูปน้อย และความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว รอยเชื่อมนั้นเรียบและสวยงาม ไม่จำเป็นต้องมีหรือการบำบัดแบบง่ายๆ หลังจากเชื่อม รอยเชื่อมนั้นมีคุณภาพสูง ไม่มีรูพรุน สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ จุดโฟกัสมีขนาดเล็ก ความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูง และง่ายต่อการทำระบบอัตโนมัติ
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมจุดและการเชื่อมตะเข็บของวัสดุแผ่นโลหะ กระบวนการเชื่อมเป็นประเภทการนำความร้อน นั่นคือ รังสีเลเซอร์จะให้ความร้อนแก่พื้นผิวของชิ้นงาน และแพร่กระจายเข้าไปในวัสดุผ่านการนำความร้อนเพื่อควบคุมรูปคลื่น ความกว้าง กำลังสูงสุด และความถี่การทำซ้ำของพัลส์เลเซอร์และพารามิเตอร์อื่นๆ เพื่อสร้างการเชื่อมต่อที่ดีระหว่างชิ้นงาน ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลส์คืออุณหภูมิโดยรวมของชิ้นงานเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ช่วงที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก และการเสียรูปของชิ้นงานมีขนาดเล็ก
การเชื่อมเลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่องส่วนใหญ่เป็นเลเซอร์กำลังสูงที่มีกำลังมากกว่า 500Wโดยทั่วไปเลเซอร์ดังกล่าวควรใช้กับแผ่นด้านบน 1mmกลไกการเชื่อมเป็นการเชื่อมแบบเจาะลึกโดยใช้เอฟเฟกต์รูเข็ม โดยมีอัตราส่วนภาพขนาดใหญ่ที่สามารถเข้าถึงมากกว่า 5:1 ความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็วและการเสียรูปเนื่องจากความร้อนเพียงเล็กน้อย มีการใช้งานที่หลากหลายในเครื่องจักร ยานยนต์ เรือ และอุตสาหกรรมอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีเลเซอร์ CW กำลังต่ำบางรุ่นที่มีกำลังตั้งแต่สิบวัตต์ไปจนถึงหลายร้อยวัตต์ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการเชื่อมพลาสติกและการบัดกรีด้วยเลเซอร์
การเชื่อมด้วยเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องนั้นทำได้โดยการให้ความร้อนกับพื้นผิวของชิ้นงานอย่างต่อเนื่องด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์หรือเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ กลไกการเชื่อมเป็นการเชื่อมแบบเจาะลึกตามเอฟเฟกต์รูเข็ม โดยมีอัตราส่วนภาพขนาดใหญ่และความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว
การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมจุดและการเชื่อมตะเข็บของวัสดุโลหะที่มีผนังบางที่มีความหนาไม่เกิน 1mmกระบวนการเชื่อมเป็นประเภทการนำความร้อน นั่นคือ รังสีเลเซอร์จะให้ความร้อนแก่พื้นผิวของชิ้นงาน จากนั้นจึงแพร่กระจายเข้าไปในวัสดุผ่านการนำความร้อน พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น รูปคลื่น ความกว้าง กำลังสูงสุด และอัตราการทำซ้ำ ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างชิ้นงานทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีการใช้งานมากมายในเปลือกผลิตภัณฑ์ 3C แบตเตอรี่ลิเธียม ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ การเชื่อมซ่อมแม่พิมพ์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ
ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์ก็คือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมของชิ้นงานมีขนาดเล็ก ช่วงที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็ก และการเสียรูปของชิ้นงานมีขนาดเล็ก
การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมแบบฟิวชันซึ่งใช้ลำแสงเลเซอร์เป็นแหล่งพลังงานและกระทบกับรอยเชื่อม ลำแสงเลเซอร์สามารถนำทางโดยองค์ประกอบออปติกแบบแบน เช่น กระจก แล้วฉายลงบนรอยเชื่อมโดยองค์ประกอบโฟกัสหรือกระจกสะท้อนแสง การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมแบบไม่สัมผัส ไม่ต้องใช้แรงกดระหว่างการทำงาน แต่ต้องใช้ก๊าซเฉื่อยเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันในแอ่งหลอมเหลว และบางครั้งอาจใช้โลหะเติม การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถรวมกับการเชื่อม MIG เพื่อสร้างการเชื่อม MIG แบบเลเซอร์คอมโพสิตเพื่อให้ได้การเชื่อมแบบเจาะทะลุขนาดใหญ่ และปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าไปจะลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการเชื่อม MIG
