Geleneksel işleme yöntemleri arasında mekanik kesme, termal kesme (örneğin, plazma/alev) ve geleneksel lazer kesme bulunur. Mekanik işleme temasa dayalıdır; takım aşınması ve kesme kuvvetleri mikro hasara ve deformasyona neden olabilir, bu da elde edilebilir hassasiyeti ve yüzey bütünlüğünü sınırlar. Termal kesme, kalın kesitler için verimlidir ancak tipik olarak büyük HAZ, artık gerilmeler ve mekanik performansı azaltan mikro çatlaklar üretir. Geleneksel lazer işleme, çok yönlü olmasına rağmen, yine de nispeten büyük HAZ'den ve yüksek yansıtıcılı veya ısıya duyarlı malzemelerde kararsız performanstan muzdarip olabilir.

Şekil 3'te özetlendiği gibi, WJGL, iletim ortamı ve eşzamanlı bir soğutucu olarak su kullanır, HAZ'yi önemli ölçüde azaltır ve bozulmayı ve mikro çatlakları bastırır, böylece hassasiyeti ve kenar/yüzey kalitesini iyileştirir (bkz. Şekil 4). Avantajları aşağıdaki gibi özetlenebilir:

1. Düşük termal hasar ve iyileştirilmiş kalite: Suyun yüksek özgül ısı kapasitesi ve sürekli akışı, ısıyı hızla uzaklaştırır, termal birikimi sınırlar ve mikro yapı ve özelliklerin korunmasına yardımcı olur.

2. Geliştirilmiş odaklama kararlılığı ve enerji kullanımı: Jet içindeki sınırlama, serbest uzay yayılımına kıyasla saçılmayı ve enerji kaybını azaltır, daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha tutarlı işleme sağlar—ince kesim, mikro delme ve karmaşık geometriler için çok uygundur.

3. Daha temiz ve daha güvenli çalışma: Su ortamı, dumanları, partikülleri ve artıkları yakalar ve uzaklaştırır, havada asılı kontaminasyonu azaltır ve iş güvenliğini iyileştirir.

Özellikler

Su Jeti Yönlendirmeli Lazer (WJGL) Kesim Malzemelerinin Uygulama Paylaşımı ve Sektör Dağılımı

Havacılık ve Enerji (≈30–35%)

Bu sektör, WJGL uygulamalarının en büyük payını temsil etmektedir. Tipik malzemeler arasında karbon fiber takviyeli polimerler (CFRP), alüminyum matris kompozitler (Al MMC) ve seramik matris kompozitler (CMC) bulunur. WJGL, özellikle yüksek performanslı havacılık ve enerji yapılarında kullanılan termal olarak duyarlı ve anizotropik kompozitleri keserken termal hasarı en aza indirme ve mekanik özellikleri koruma yeteneği nedeniyle bu malzemeler için uygundur.

Hassas Aletler ve Metalik Malzemeler (≈25–30%)

WJGL kullanımının önemli bir kısmı hassas metal işlemesine ayrılmıştır. Temsili uygulamalar arasında, Ni bazlı süper alaşımlardan (örneğin, Inconel 718, Haynes 188), titanyum alaşımlarından (Ti-6Al-4V) ve Cu, Al ve Ti'den yapılmış saat parçaları gibi yüksek hassasiyetli bileşenlerden üretilen motor kanatları bulunur. Teknoloji, yüksek boyutsal doğruluk, dar kerf genişlikleri ve üstün yüzey kalitesi sağlar.

Yarı İletkenler ve Mikroelektronik (≈20–25%)

Yarı iletken ve mikroelektronik sektöründe, WJGL, silikon gofretler, elmaslar ve Si ve GaAs gibi fotovoltaik malzemeler dahil olmak üzere kristal ve kırılgan malzemelerin kesiminde yaygın olarak uygulanmaktadır. Mikro çatlakları, yongalamayı ve yüzey altı hasarı bastırma yeteneği, onu yüksek hassasiyetli gofret dilimleme ve mikro ölçekli imalat için çok uygun hale getirir.

Tıbbi Bileşenler (≈10–15%)

Genel payı daha küçük olmasına rağmen, tıbbi uygulamalar yüksek teknolojik değere sahiptir. WJGL, esas olarak CoCr, NiTi, Cr-Pt ve magnezyum alaşımları gibi biyouyumlu alaşımlardan kardiyovasküler düz stentler üretmek için kullanılır. İşlem, tıbbi cihaz performansına kritik öneme sahip ultra ince özellikler, sıkı toleranslar ve minimum ısıdan etkilenen bölgeler için katı gereksinimleri karşılar.

Genel olarak, sektörel dağılım, WJGL kesimin, yüksek hassasiyet, düşük termal etki ve mükemmel malzeme bütünlüğünün gerekli olduğu gelişmiş üretim alanlarında ağırlıklı olarak kullanıldığını göstermektedir.

Su Jeti Yönlendirmeli Lazer (WJGL) SSS

 

1) Su Jeti Yönlendirmeli Lazer (WJGL) işleme nedir?

WJGL, lazer ışınının bir mikro su jetine bağlandığı bir lazer işleme yöntemidir. Su jeti hem bir ışın yönlendirme ortamı hem de bir soğutma/artık madde giderme ortamı görevi görerek, azaltılmış termal hasarla yüksek hassasiyet sağlar.

2) WJGL nasıl çalışır?

WJGL, su–hava arayüzünde tam iç yansımaya dayanır. Su ve hava farklı kırılma indekslerine sahip olduğundan, lazer, bir “sıvı optik fiber”e benzer şekilde su sütunu içinde sınırlandırılabilir ve yönlendirilebilir ve işleme bölgesine kararlı bir şekilde iletilebilir.

3) WJGL neden ısıdan etkilenen bölgeyi (HAZ) azaltır?

Sürekli akan su, yüksek ısı kapasitesi nedeniyle ısıyı verimli bir şekilde uzaklaştırır. Bu, ısı birikimini bastırarak HAZ'yi, bozulmayı ve mikro çatlakları azaltır.