Лазерный мир

Ю.Юрчук // Журнал Фотоника, 2016, 5, с: 34-41

Оптический изолятор – это устройство, которое пропускает оптическое излучение только в одном направлении. Как правило, устройство используется для предотвращения нежелательного обратного излучения в лазерный резонатор. Функционирование устройства зависит от эффекта Фарадея, который используется в основном компоненте, – вращатель Фарадея.

Селективное лазерное плавление и лазерное напыление металлов, основанные на использовании лазерного излучения, являются методами аддитивной технологии. В данной статье описывается текущее положение дел в отношении обоих методов.

Аддитивное производство металлических изделий всегда заключается в послойном построении объекта, как правило из порошка, и чаще всего с использованием лазера.
Метод, который стал синонимом аддитивного производства в сознании людей и СМИ, выглядит следующим образом: платформа опускается после каждого шага спекания одного слоя порошка с помощью лазерного луча на глубину, равную высоте одного слоя. Процесс, происходящий в камере, заполненной инертным газом, называется селективным лазерным плавлением или сплавлением порошкового слоя. Эта технология позволяет создавать комплексные детали и элементы со сложными внутренними структурами. Вещество затвердевает именно в тех местах, где это требуется, во избежание нежелательных деформаций.

Многие компоненты, однако, не имеют внутренних каналов, полостей и сложных перетоков. Кроме того, часто, с практической точки зрения, целесообразно наносить дополнительный материал на уже готовые изделия, например в целях добавления резьбовой поверхности на трубы. Раньше трубы изготавливались с буольшим диаметром, чем это было необходимо по проекту, а затем весь металл, кроме мест, предназначенных для создания соединения труб, удалялся. Или, предположим, если у вас стоит задача изменения геометрии поверхности инструмента. В этих случаях проявляется эффективность другого процесса, например сварки лазерным напылением, или лазерного напыления металла, суть которого состоит во внедрении присадочного материала – порошка или проволоки – непосредственно в ванну расплава, образованную с помощью лазерного луча. Таким образом, создается слой капель, сваренных друг с другом. Метод с использованием порошка имеет особые перспективы, поскольку обеспечивает возможность создавать 3D-объекты. Так как металлический порошок подается коаксиально лазерному лучу, то формировать структуру можно в любом направлении, и структура объекта формируется путем наращивания множества слоев.

РАЗМЕР И СКОРОСТЬ
Метод лазерного напыления, как второй альтернативный процесс аддитивной технологии, привлекателен не только тем, что оборудование, реализующее его, уже полностью разработано и доступно. Привлекательность его связана, главным образом, с экономией материала за счет напыления вещества и с высокой скоростью формирования структуры, обеспечиваемой разработанным оборудованием. Достигая скорости выращивания элементов до 500 кубических сантиметров в час, данный метод превосходит традиционные процессы изготовления изделий не только с технологической точки зрения, но и также исходя из экономической эффективности. Необходимо сказать об отсутствии ограничений для разработчиков в отношении выбора сочетания используемых материалов: с помощью данного метода появилась возможность создавать многослойные и градиентные структуры практически любого вида. Процесс осуществляется в атмосферном воздухе. Это снижает вероятность брака и сокращает время для настройки системы. Кроме того, метод позволяет обрабатывать также и крупные детали. Все это снижает затраты на единицу продукции.

Подробнее http://www.photonics.su/files/article_pdf/5/article_5649_488.pdf