สารบัญ：

• เข้าใจหลักการทำงานของการตัดด้วยเลเซอร์

• ลักษณะเฉพาะของการตัดด้วยเลเซอร์

• ขยายขอบเขตการใช้งานการตัดด้วยเลเซอร์

• การตัดด้วยเลเซอร์และการศึกษาระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาในประเทศจีน

• อนาคตของการตัดด้วยเลเซอร์ในประเทศจีน

บนเวทีการผลิตทางอุตสาหกรรม เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์เปรียบเสมือนศิลปินที่มีความแม่นยำสูงมาก ซึ่งได้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการประมวลผลวัสดุด้วยเสน่ห์เฉพาะตัวและศักยภาพที่ไร้ขีดจำกัด วันนี้ เราจะมาสำรวจความลับของ "ช่างฝีมือสมัยใหม่" รายนี้และเปิดเผยความลึกลับของเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์กัน

1. การทำงานของการตัดด้วยเลเซอร์：

ภาพรวมหลักการทำงาน：

การตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีในปัจจุบันถือเป็นเทคโนโลยีการตัดขั้นสูงของโลกที่ผสมผสานสาระสำคัญของออปติก เครื่องจักร การควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ และสาขาอื่นๆการตัดด้วยเลเซอร์ เครื่องจักรนี้ใช้ลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นกำลังสูงเพื่อส่องสว่างชิ้นงาน ทำให้วัสดุเข้าสู่สถานะหลอมละลาย ระเหย หรือระเหยออกได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการประมวลผล

คำอธิบายหลักการทำงาน：

หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่ลำแสงเลเซอร์ขนาดเล็กและเข้มข้น หลังจากลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัสผ่านระบบออปติคัลแล้ว ลำแสงเลเซอร์จะสามารถรวมพลังงานไว้ในพื้นที่ขนาดเล็กมาก ทำให้วัสดุที่ถูกฉายรังสีได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิหลอมเหลวหรือกลายเป็นไอภายในระยะเวลาอันสั้น

เมื่อลำแสงเลเซอร์เคลื่อนที่ ช่องว่างในการตัดที่แม่นยำจะเกิดขึ้นบนวัสดุ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด มักใช้ก๊าซเสริมควบคู่กันเพื่อช่วยเป่าวัสดุหลอมเหลวออกไป และทำให้กระบวนการตัดสะอาดและเรียบเนียนยิ่งขึ้น

2. คุณลักษณะของการตัดด้วยเลเซอร์：

ความแม่นยำสูง: เนื่องจากจุดเลเซอร์ขนาดเล็ก ความหนาแน่นพลังงานสูง และเมื่อเทียบกับการตัดเชิงกลแบบดั้งเดิมการตัดด้วยเลเซอร์ ไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับพื้นผิวของวัสดุ ไม่ก่อให้เกิดแรงกดทางกล และลดการเสียรูปของวัสดุให้น้อยที่สุด ดังนั้น รอยต่อที่ตัดด้วยเลเซอร์จึงมีความแคบ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจึงมีคุณภาพสูง และมีความแม่นยำสูง

ประสิทธิภาพสูง: การตัดด้วยเลเซอร์มีความเร็วในการตัดที่รวดเร็วและมีระบบอัตโนมัติในระดับสูง การตัดลวดลายที่ซับซ้อนอย่างต่อเนื่องสามารถทำได้ผ่านการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก

ความยืดหยุ่นสูง: การตัดด้วยเลเซอร์ไม่มีข้อจำกัดด้านรูปทรงของชิ้นงาน และมีความสามารถในการขึ้นรูปและตัดที่ไม่จำกัด ซึ่งหมายความว่า ไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนที่เรียบง่ายหรือซับซ้อนการตัดด้วยเลเซอร์ สามารถขึ้นรูปและตัดได้อย่างแม่นยำและรวดเร็วในคราวเดียว

ความสามารถในการปรับตัวสูง: การตัดด้วยเลเซอร์มีความสามารถในการปรับตัวได้ดีกับวัสดุต่างๆ สามารถตัดได้ทั้งวัสดุแข็งและเปราะ เช่น แก้ว เซรามิก แผ่นคอมโพสิต กรมควบคุมมลพิษ และเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงวัสดุอ่อนและยืดหยุ่น เช่น พลาสติก ยาง ฯลฯ สามารถรองรับวัสดุได้หลากหลาย ครอบคลุมวัสดุอุตสาหกรรมทั่วไปเกือบทั้งหมด

แน่นอนว่านอกเหนือจากข้อดีที่กล่าวมาข้างต้นแล้วการตัดด้วยเลเซอร์ ยังมีข้อจำกัดบางประการด้วย：

(1) อุปกรณ์มีราคาแพงกว่า

เป็นอุปกรณ์งานหนักกำลังสูงการตัดด้วยเลเซอร์ เครื่องจักรมีตั้งแต่จำนวนนับหมื่นไปจนถึงนับล้านชิ้น

(2) มีข้อจำกัดในการตัดแผ่น

เนื่องจากข้อจำกัดของกำลังเลเซอร์และปริมาณอุปกรณ์การตัดด้วยเลเซอร์ สามารถตัดแผ่นและท่อที่มีความหนาปานกลางและเล็กได้เท่านั้น และเมื่อความหนาของชิ้นงานเพิ่มขึ้น ความเร็วในการตัดจะลดลงอย่างมาก

3. ขอบเขตการใช้งานของการตัดด้วยเลเซอร์：

ในด้านการใช้งานการตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ตั้งแต่การผลิตยานยนต์ไปจนถึงการบินและอวกาศ จากอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์ ไปจนถึงงานโลหะในชีวิตประจำวันของเรา เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์มีบทบาทอย่างเงียบๆ ซึ่งทำให้เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าที่สุดในเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยี

เทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์มีรูปแบบการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การตัดด้วยการระเหย การตัดด้วยการหลอม การตัดด้วยการหลอมช่วยด้วยออกซิเจน และการตัดการแตกหักแบบควบคุม

การตัดด้วยการระเหย: การตัดด้วยการระเหยส่วนใหญ่ใช้กับวัสดุโลหะบางมากและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น กระดาษ ผ้า ไม้ พลาสติก เป็นต้น เนื่องจากวัสดุดังกล่าวสามารถเปลี่ยนเป็นไอโดยตรงและกำจัดออกได้ภายใต้การกระทำของเลเซอร์

การหลอมและการตัด: การหลอมและการตัดใช้สำหรับวัสดุโลหะที่มีความหนา เช่น สแตนเลส อลูมิเนียม เป็นต้น วัสดุจะถูกให้ความร้อนจนถึงจุดหลอมเหลวด้วยลำแสงเลเซอร์ จากนั้นจึงกำจัดวัสดุที่หลอมละลายออกโดยใช้กระแสลมความเร็วสูงเพื่อตัดให้เสร็จสมบูรณ์

การหลอมและการตัดโดยใช้ออกซิเจนช่วย: การตัดโดยใช้ออกซิเจนช่วยผสมผสานความหนาแน่นพลังงานสูงของเลเซอร์กับปฏิกิริยาเคมีของออกซิเจนเพื่อให้ได้การตัดวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงและคุณภาพสูง

วัสดุจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิจุดติดไฟด้วยเลเซอร์ จากนั้นจึงพ่นออกซิเจนแรงดันสูงหรือก๊าซแอคทีฟอื่นๆ ออกมา ก๊าซแอคทีฟเหล่านี้จะออกซิไดซ์กับวัสดุโลหะที่ถูกความร้อน ก่อให้เกิดความร้อนออกซิไดซ์จำนวนมาก ทำให้เกิดรอยบากบนวัสดุ

การตัดแบบควบคุมการแตกหัก: การตัดแบบควบคุมการแตกหักเหมาะสำหรับวัสดุเปราะที่เสียหายได้ง่ายจากความร้อน โดยส่วนใหญ่แล้ววัสดุจะถูกให้ความร้อนอย่างรวดเร็วผ่านลำแสงเลเซอร์ ทำให้เกิดการไล่ระดับความร้อนขนาดใหญ่และการเสียรูปทางกลอย่างรุนแรงบนวัสดุ ส่งผลให้เกิดรอยแตกภายในวัสดุ จากนั้นจึงตัด

4. การตัดด้วยเลเซอร์และการศึกษาขั้นประถมศึกษาและมัธยมศึกษา：

วันนี้,การตัดด้วยเลเซอร์ เครื่องจักรไม่ใช่อุปกรณ์ที่ผู้เชี่ยวชาญระดับสูงสามารถควบคุมได้อีกต่อไป โรงเรียนประถมและมัธยมศึกษาหลายแห่งมีเครื่องตัดเลเซอร์ขนาดเล็กและขนาดกลางเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการศึกษาด้านวิศวกรรม กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การศึกษาแรงงาน เทคโนโลยีสารสนเทศ และหลักสูตรอื่นๆ

การศึกษาของการตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีไม่เพียงแต่ช่วยให้นักเรียนระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาเข้าใจเทคโนโลยีการประมวลผลดิจิทัลสมัยใหม่และเรียนรู้เทคโนโลยีการวาดภาพและการออกแบบสองมิติและสามมิติเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เธอ (เขา) เชี่ยวชาญทักษะที่สำคัญในการตระหนักถึงความคิดสร้างสรรค์ของตนเอง ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ของตนเองอย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย

นอกจากนี้เรายังสามารถใช้การตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีเพื่อสร้างสรรค์งานออกแบบสื่อการสอน โครงสร้างเครื่องกล และงานด้านวัฒนธรรมและสร้างสรรค์ต่างๆ

5. อนาคตของการตัดด้วยเลเซอร์：

ด้วยการพัฒนาและความก้าวหน้าของยุคสมัยการตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเช่นกัน

การเกิดขึ้นของเลเซอร์ไฟเบอร์ทำให้มีกำลังเพิ่มขึ้นอย่างมากการตัดด้วยเลเซอร์ เครื่องจักรต่างๆ ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมาก ทั้งในด้านความหนาและความเร็วในการตัด นอกจากนี้ การพัฒนาเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์แบบหลายแกนยังทำให้การตัดด้วยเลเซอร์ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ระนาบอีกต่อไป แต่ยังสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในพื้นที่สามมิติ ช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการออกแบบและการผลิต

ในอนาคต,การตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีจะยังคงผสานรวมเข้ากับเทคโนโลยีล้ำสมัยอย่างลึกซึ้ง เช่น ปัญญาประดิษฐ์และบิ๊กดาต้า และระดับของปัญญาประดิษฐ์และระบบอัตโนมัติจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น เราคาดการณ์ว่าการตัดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีจะก้าวไปไกลยิ่งขึ้นเรื่อยๆ บนเส้นทางการผลิตที่แม่นยำ สร้างสรรค์บทใหม่ที่สวยงามและสดใสยิ่งขึ้นสำหรับอารยธรรมอุตสาหกรรมของเรา