LASER BEAM MACHINING

Prof. Gino Dini – Università di Pisa

Laser Beam Machining (LBM)Laser Beam Machining (LBM)

lente di focalizzazione

fotoni

gas d’apporto

pezzo

• non monocromatica

• non coerente

• elevata divergenza

• bassa intensità luminosa

• monocromatica

• coerente

• bassa divergenza

• elevata intensità luminosa

SorgenteSchermo TV

Luna

LED

Cielo chiaro

Fiamma di candela

Sole all’orizzonte

Lampada ad incandescenza

Lampada a vapori di mercurio

Sole allo zenit

Laser focalizzato in continua

Laser focalizzato impulsato

Brillanza (stilb)0,08

0,25

0,68

0,80

1,00

600,00

1.000,00

30.000,00

165.000,00

10.000.000.000,00

100.000.000.000.000,00

E

N

T

E1

E2

N2 N1

E

N

E1

E2

N2N1

E

N

T

E1

E3

N3 N1

E2

N2

E

N

E1

E3

N3N1

E2

N2

p

laser

rapida

E

N

T

E0

E3

N3 N0

E2

N2

E1

N1

E

N

E0

E3

N3 N0

E2

N2

E1

N1

plaser

rapida

rapida

m = 12

m = 14

1

L

2

Regime emissione energiaRegime emissione energia

Metodo di pompaggioMetodo di pompaggio

Materiale attivoMateriale attivo

Distribuzione energetica trasversaleDistribuzione energetica trasversale

laser a gaslaser a gas

laser allo stato solidolaser allo stato solido

laser a fibralaser a fibra

E

Elio Neon

1s

3s

3s

2s3p

2p

3,39 m

0,6328 m

1,15 m

E

Azoto CO2

N2 eccitato CO2 eccitato

10,6 m

= 0,98 m = 1,55 m

Laser Lunghezza d’onda Potenza Regime

[m] [W]

He-Ne 0,6328 1,15 3,39 0,001 - 0,05 continuo

CO2 10,6 fino a 20.000 continuo o

impulsato

Rubino 0,6943 500 J impulsato

Nd-YAG 1,06 fino a 1.000 continuo o

impulsato

Erbio 1,55 oltre 1.000 continuo o

impulsato

Soitaab SL50

Soitaab SL50

Potenza: 5.000 W

Campo di variazione: 1.000 - 5.000 W

Stabilità della potenza: ± 2%

Lunghezza d’onda: 10,6 m

Modo trasversale: TEM0,0 e TEM1,1

Diametro del fascio in uscita: 44 mm

Divergenza del fascio: ± 3 mrad per TEM0,0

Tempo di riscaldamento: 10’

elevati valori di densità di potenza

assenza contatto utensile-pezzo

assenza usura utensile

fascio facilmente direzionabile

non occorre lavorare sotto-vuoto

zona termicamente alterata ridotta

ridotte distorsioni termiche

impianti costosi

danneggiamento termico sui materiali sensibili

al calore

superfici craterizzate

elevata precisione di posizionamento dei pezzi

influenza della riflettività