A lézervágási technológiát először 1965-ben fejlesztették ki. A működése azon alapul, hogy egy fókuszált lézersugarat egy fém munkadarabra irányítanak, amely elpárologtatja vagy megolvasztja a fémet, így vágási élt hoz létre. Mivel ez egy érintésmentes eljárás, megakadályozza a mechanikai feszültség kialakulását a munkadarabon, miközben rendkívül magas vágási precizitást biztosít. Napjainkban széles körben alkalmazzák többek között a repülőgépiparban, az építőiparban és az autógyártásban, és jellemzően CNC vezérli a pontosság és az ismételhetőség érdekében.
A vágási minőség javítása
A lézersugár intenzitásának modulálása optimalizálja az energiaátadást a megmunkálási zónában, ezáltal javítja a vágási sebességet, a vágott él minőségét és a vágási rés geometriáját. A hagyományos modulációs módszerek közé tartozik a Statikus Sugárstratégia (SBS) és a Dinamikus Sugáralakítás (DBS) módszere.
A belgiumi Leuvenben működő nemzetközi kutatóközösség, a KU Leuven tudósai nemrégiben egy új sugárintenzitás-modulációs stratégiát vizsgáltak, amelyet dinamikus intenzitásmodulációnak neveztek el. Ezt összehasonlították az SBS és DBS módszerekkel 15 mm vastag lágyacél vágása során. Az új eljárás az intenzitáseloszlást az oszcillációs sebesség változtatásával modulálja.
A kísérleteket egy ipari 2D síkágyas lézervágó géppel végezték, amely 4 kW teljesítményű lézert és egy többmódusú száloptikás lézerforrást használt, amely egyenletes (top-hat) intenzitáseloszlást biztosított. A lézersugarat egy optikai szálon keresztül vezették a megmunkálási zónába.
A vágási résen belül a megolvadt anyag dinamikus áramlásának vizuális elemzéséhez a kutatók egy Mikrotron EoSens 1.3 megapixeles CMOS kamerát alkalmaztak Navitar Zoom 7000 lencsével. A kamerára egy OD 6 jelzésű sávszűrőt helyeztek, amely kiszűrte a visszavert vagy szórt lézerfényt.
A Mikrotron kamera látómezejét 160 × 370 pixelre állították be, a záridőt pedig 10 µs-ra rögzítették, amely 5000 képkocka/másodperces képfrissítési sebességet eredményezett. A dinamikus tartomány beállítása megakadályozta a túlexponálást, így jobban láthatóvá vált a vágási él és a megolvadt anyag közötti kontraszt.
A rögzített vágási él képeit 100-szoros nagyítással vizsgálták egy optikai mikroszkóppal. Egy algoritmust alkalmaztak a salakfelület mérése érdekében, amelyhez 2D képeket használtak. Emellett 3D képek is készültek a vágott él érdességének felmérésére.
A dinamikus intenzitásmoduláció tesztelése során jelentős javulást tapasztaltak a vágott él minőségében az SBS és DBS módszerekhez képest. A kutatók szerint ez a technológia nemcsak lézervágásra, hanem más lézeres eljárásokra, például edzésre és hegesztésre is alkalmazható.