11

ЛазернаЛазерна розмірнарозмірна обробкаобробкаРозділРозділ 3 3

ПрезентаціяПрезентація 55електронний дидактичний демонстраційний

матеріалсупроводження дисципліни

Рекомендовано Методичною радою НТУУ «КПІ»(протокол №9 від ”21” ТРАВНЯ 2015 р.)

Автор: проф. Котляров В.П.

Відповідальний редактор електронного посібникадоц. Зоренко О.В. (ВПІ НТУУ «КПІ»)

2

Розділ 3. Заходи та пристрої длядодаткового вдосконалення

технологічних операцій ЛРО (подовження)Вступ През. №5, сл.№33.1. Підвищення ефективності ТО

ЛРО порожнин През. №5, сл.№83.2. Методи підвищення якості ТО

ЛРО порожнин През. №6, сл.№43.3. Методи підвищення якості

лазерного розмірноговирізання пазів През №6, сл.№21

3.4. Автоматизація і адаптивнаорганізація ТО ЛРО През. №7, сл.№5

Додаток до розділу 3 (завдання на СРС) През. №7, сл.№41

Контрольні запитання та завдання През. №7, сл.№51Бібліографічний опис През. №7, сл.№57

3

Розділ 3. Заходи та пристрої для додатковоговдосконалення

технологічних операцій ЛРО (подовження)

Вступ През. №5, сл.№43.1. Підвищення ефективності ТО

ЛРО порожнин През. №5, сл.№83.1.1. Підвищення та стабілізація

рівня поглинання енергії лазерноговипромінювання поверхнею заготівки През. №5, сл.№9

3.1.2. Оптимізація використанняенергії теплового джерела створеногов результаті опромінення заготівки През. №5, сл.№23

Додаток до розділу 3.1. (завдання на СРС) През. №5, сл.№41Контрольні запитання та завдання През. №5, сл.№43Бібліографічний опис до розділу 3.1. През. №5, сл.№45

4

ВступНеобхідність в розробці способів та засобів додаткового

вдосконалення ТО виникає в разі утруднень в досягненні визначенихабо запланованих показників технологічної операції, в тому числірозмірних, якісних, спеціальних та техніко-економічних. Можливівипадки, коли їх застосування викликає досягнення дотичнихрезультатів, але з меншими витратами і на досяжному обладнанні.

Деталізуючи мету цього етапу проектування технологічної операціїЛРО, можна стверджувати, що результатами створеного ефективногорішення може бути також підвищення її ефективності та продуктивності, досягнення заданого рівня якості, а також додаткове поліпшенняексплуатаційних властивостей виробу, що досягається за рахуноквикористання особливих властивостей пучка лазерноговипромінювання.

Підвищення ефективності операцій досягається за рахунокзбільшення частини енергії лазерного випромінювання, яку корисновикористано, забезпечення найменш енергоємного механізмуруйнування матеріалу заготівки, а також залучення додаткових (бажанодешевших) видів енергії, сприяючих підвищенню продуктивностіобробки.

Завдання підвищення якості результатів обробки зводиться доскорочення кількості джерел початкових нестабільностей процесу, атакож оптимізації послідовності переходів операції для найменшогореагування на вхідні, початкові обурення процесу обробки.

5

Вступ (подовження)

Деякі додаткові ефекти, виявлені як супутні тим або іншим операціямЛРО, можуть бути посилені як в результаті відповідної корекції режимів, так і за рахунок певної організації процесу, внаслідок чогопроявляються ті або інші особливості механізму взаємодії пучкалазерного випромінювання із заготівкою.

Вживання додаткових засобів вдосконалення операцій ЛРОвиправдане при недостатній продуктивності і якості результатівобробки. Так, при розробці операції обробки системи точних порожнин, необхідно, в першу чергу, удосконалювати ті прийоми, нестабільністьяких вносить найбільш високі добавки до тієї або іншої складовоїсумарної похибки операції. Однак, може бути потреба в прийомах, яківирішують інші задачі, наприклад, полегшення досягнення заданогорезультату обробки і які не укладаються в наведену вище структурузаходів.

Для прикладу можна привести спосіб опромінення провідника воперації видалення ізоляції, що виключає необхідність його обертання(рис.3.1) за рахунок організації додаткового опромінення тильноїсторони ділянки заготівки (провідника) 1 пройденим мимо нього пучкомвипромінювання 2 за допомогою складеного дзеркала 3-4, щонаправляє пучок на залишки ізоляції 5, які знаходяться з тильного бокупровідника 1 по відношенню до циліндричної лінзи 6 [38].

6

Вступ (подовження)

Рис.3.1. Схема опромінення провідника для зняття

6

2 3

41

ізоляції без його обертання

7

Вступ (подовження)

Метою розробки способів вдосконалення ТО ЛРО тазасобів для їх реалізації:1. Підвищення ефективності технологічних операцій за рахунокзабезпечення заданого (і підвищеного) рівня поглинання енергіїлазерного випромінювання та оптимізації використання тепловогопотоку, створеного лазерним опроміненням.2. Способи і засоби підвищення якості операцій ЛРО порожнин.3. Способи і засоби підвищення якості лазерного розмірного вирізанняпазів.4. Створення додаткових ефектів, які додають виробу нові корисніексплуатаційні властивості за рахунок відповідної корекції режимівобробки або певної організації послідовності переходів.5. Автоматизація та адаптивна організація операцій.

Ці засоби вживаються виправдано, якщо перераховані вищівластивості ТО недостатні або недосяжні лише при впливі на режимобробки, наприклад, коли один із показників ТО повинен мати високийрівень приватної бажаності порівняно з іншими і не може бутидосягнутий оптимізацією режимів обробки (дивись Презентацію №4 слайди 10-11).

Технічне забезпечення даних прийомів вдосконалення операцій вбільшій частині розглядається в дисципліні ”Спеціальні елементи іоснащення лазерних технологічних комплексів”.

8

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин

Ефективною можна вважати таку технологічну операцію, врезультаті виконання якої одержуються задані технологічні результати(кількісні та якісні) в найкоротший термін з мінімальними витратами. Зважаючи на те, що основну складову собівартості виробу формуєвартість машинного часу обробки (п.8 стор. 28 [1]), в лазернійтехнології ця складова набуває більше значення внаслідок низькогорівня ККД лазерного обладнання. Тільки в останні роки створеноефективні лазерні системи (твердо тільні лазери з діоднимнакачуванням, дискові, діодні та волоконні лазери), ККД якихзбільшено до 10-20%, тоді як найбільш поширені лазери (YAG:Nd+3 таCO2) мають ефективність 2-10%. Вважаючи на ці обставини, можнавизначити шляхи досягнення бажаної мети:

– підвищення та стабілізація рівня поглинання енергії лазерноговипромінювання поверхнею заготівки на всьому протязіоперації;

– використання економічного та ефективного механізмуформоутворення порожнини пучком лазерноговипромінювання;

– залучення додаткових (дешевших) видів енергії для зниженнявитрат енергії випромінювання, або для скорочення машинногочасу.

9

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин

3.1.1. Підвищення та стабілізація рівня поглинання енергіїлазерного випромінювання поверхнею заготівки

Метою розробки цих методів є підвищення рівня поглинаннявипромінювання слабо поглинаючими матеріалами (дзеркальними абопрозорими) та стабілізація рівня поглинання поверхні заготівки ізаготівок однієї партії (постачання).

У останньому випадку усувається необхідність в ретельнійпідготовці поверхонь заготівок, усунення відмінностей в наявностіоксидів, грязі і інших, орієнтації шорсткості відносно вектораполяризації пучка випромінювання. Основні критерії, що враховуютьсяпри виборі методу підвищення рівня поглинання, стосуютьсязручностей його реалізації, необхідності в додаткових технологічнихопераціях, а також в оперативності виконання останніх.• об’єкт впливу: заготівки із прозорого матеріалу або з“дзеркальною” поверхнею;• метод діяння: підвищення та стабілізація процесу поглинаннядля кожної та всіх заготівок із партії;• критерії оцінки методу: зручність в реалізації, відсутністьнеобхідність в додатковому переході (операції) для йоговиконання, оперативність останнього та ліквідація йогонаслідків.

10

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнина). Оптичні методи підвищення рівня поглинання

1. Найбільш ефективними є оптичні методи підвищення рівняпоглинання за рахунок оптимізації схем опромінення. Так, до останніхзасобів можна віднести спосіб скорочення долі відбитоговипромінювання [39], що передбачає орієнтацію напряму вектора полявипромінювання уздовж шорсткості поверхні заготівки і його нахилвідносно нормалі до останньої на кут, більший кута Брюстера (рис.3.2):

де: nм і n0 - показники заломлення матеріалу заготівки і повітря (n0 1).

︶.nnarctg ︵ cмБ

А

А

А

початкове

максимальне

0

Б

0

Брюстера

Брюстера= arctgn /nм o

n

no

м

Рис.3.2. Схема опромінення похилим променем

а ︶ б ︶

11

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнина). Оптичні методи підвищення рівня поглинання

2. Істотними перевагами володіють способи променевогопідвищення поглинання випромінювання поверхнею заготівки. До нихможна віднести спосіб попередньої ініціації поглинання швидкимпереводом поверхневого шару матеріалу заготівки в станіррегулярності, наприклад, випереджаючи подачу імпульсного абобезперервного робочого випромінювання в зону обробки їїопроміненням коротким пічком того ж випромінювання або іншого (τ < 10 мкс) з переднім фронтом τп ~ 1мкс при інтенсивності вище Ips = 107-108 Вт/см2 (рис. 3.3). За таких умов опромінення довжина хвилі робочоговипромінювання може визначаться завданнями обробки, а не їїспіввідношенням з поглинальними властивостями оброблюваногоматеріалу [39].

I I

It

p ps

pа

s

Рис.3.3. Часова структура імпульсу випромінювання ︵а ︶та безперервної генерації ︵б ︶

з додатковим пічком на передньому фронті

I I

I

t

p ps

pа

s

12

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинаа). ). ОптичніОптичні методиметоди підвищенняпідвищення рівнярівня поглинанняпоглинання

3. Технічні складнощі виділення у попередньому засобі моноімпульсу, що передує лазерній обробці, усувається за рахунокодночасного опромінення зони обробки лазерними пучками з різноюдовжиною хвилі випромінювання 1 і 2 (рис.3.4). У цьому випадкуз'являється можливість оптичними засобами (наприклад, діхроїчнимдзеркалом) поєднати на одній оптичній осі пучки випромінювання зрізною довжиною хвилі: додаткового пучка, який має високе поглинанняу оброблювального матеріалу і забезпечує швидкий нагрів поверхнізаготівки до Тп ~ 300-4000С, та робочого пучка випромінювання зпараметрами, які визначені відповідним чином без урахуванняпочаткового значення коефіцієнта його поглинання поверхнею заготівки[40].

1 ︵ 1 ︶ 2 ︵ 2 ︶3 4

5

6Рис. 3.4. Схема сумування пучків з різними довжинами хвиль

d

Dd

D>d

13

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушаруНівеляція відмінностей в поглинаючих здібностях різних заготівок з

однієї партії або підвищення поглинальної здатності дзеркальнихповерхонь або заготівок із прозорих матеріалів може бути досягнутепри формуванні на поверхнях заготівок додаткових шарів з матеріалів, що добре поглинають випромінювання вживаної довжини хвилі. Допоглинаючих покриттів можна віднести наступні вимоги:

– вони мають бути ефективними при невеликій товщині;–матеріал покриття повинний мати високу теплопровідність, щозабезпечує ефективну передачу тепла оброблюваномуматеріалу;

– покриття повинне мати хороше механічне зчеплення зповерхнею заготівки, не обсипатися і не відокремляться під часдопоміжних операцій, проте легко утилізуватися після закінченняоперації лазерної обробки;

– спосіб нанесення покриття має бути простим, бажано безнеобхідності введення додаткової технологічної операції;

– до складу покриття не повинні входити агресивні, екологічнонебезпечні продукти;

– спосіб нанесення покриття повинний забезпечувати високу істабільну міру поглинання випромінювання на всьому протязіоперації.

14

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушаруВідомі методи нанесення поглинального покриття на поверхню

оброблюваної заготівки розрізняються механізмом створенняпоглинального матеріалу та формуванням шару покриття, а такожнеобхідністю або відсутністю додаткової операції для його реалізації.1. Для розмірного формування елементів складної поверхні(наприклад, створення регулярного мікро рельєфу на поверхнях тертя, гравірування клейма, напису, торгівельного знаку) необроблюваніділянки поверхні заготівки можна покривати шаром теплостійкої абодзеркальної фарби, використовуваної як трафарет в технологічнійоперації [41]. Опромінення поверхні у режимі растрового скануваннявикликає видалення матеріалу на ділянках без фарби. Залишкиостанньою віддаляються розчинником.2. Для заготівок з прозорих матеріалів (алмаз, сапфір, слюда), для якихнеможливо або неефективно використання лазерів з відповідноюдовжиною хвилі випромінювання, необхідне підвищення поглинання взоні обробки із-за їх високої прозорості для випромінювання доступнихабо ефективних лазерів. На поверхню заготівок з таких матеріалівнаносять фарбу, чорнила, що мають високу поглинаючу здатність [42], [43]. Ця підготовка поверхні забезпечує початок операції першимиімпульсами випромінювання, але за БІО заготівок з матеріалів, що неволодіють самовідновленням поглинання високого рівня при нагріві, таких як оптичне скло, кварц, акрил, необхідно повторювати процедурунанесення покриття на поверхню дна оброблювальної порожнини дозакінчення операції.

15

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару3. Прикладом останньої операції є формування глибоких порожнин в

оптичному склі. Для цього рекомендується обробка заготівки 2 черезфольгу 1 з чергуванням етапів нанесення покриття і його руйнування. Вцьому способі (рис. 3.5) операція починається з опромінення фольги 1 із тугоплавкого матеріалу, що розташовується над поверхнею виробу 2. Розплавленій матеріал фольги парами факелу переноситься наповерхню виробу, руйнує (плавить) його матеріал, утворюючи острівціспільної переплавки 3. Другий імпульс виконують через отвір у фользі, його енергія поглинається на острівцях переплавки, викликаючируйнування матеріалу виробу і поглиблення порожнини. Дляподальшого поглиблення повторюється етап I і так далі [44].

І ІІ ІІІ

1

2

3 3

Рис. 3.5. Спосіб обробки глибоких отворів в заготівках2 2

1 1

із прозорих матеріалів

16

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару4. Засіб для реалізації попереднього методу обробки показано на

рис. 3.6. Над заготівкою 6 розташовується фольга 3 з тугоплавкого

матеріалу, яка може перемотуватися з бобіни 5 на іншу за допомогоюприводу 10. Послідовність переходів наступна. Перший імпульсвипромінювання, енергія якого концентрується лінзою 3 на поверхнювиробу, плавить і випаровує фольгу 3, що знаходиться біля йогоповерхні. Частина фольги випаровується, інша складова ерозійногофакелу її матеріалу вплавляється в заготовку 6, утворюючи острівцісумісного переплавлення. Енергія променя в основному витрачаєтьсяна цей процес, і через тіло заготовки на фотодіод 9 через фільтр 8 попадає її незначна частина, не викликаючи спрацьовуваннявиконавчого пристрою 4 і приводу 10 перемотування фольги 3. Наступні імпульси проходять через отвір у фользі 3, поглинаючись наострівках переплавлення і руйнуючи матеріал заготовки, формуютьпорожнину отвору. У міру вироблення острівців переплавлення, відновлюється прозорість заготовки і рівень освітленості фотодіода 9 зростає, викликаючи спрацьовування приводу 10 і перемотуванняфольги на крок, більший попереку отвору, що утворився в ній. Даліпереходи повторюються до формування крізного отвору, тобто колирівень фотоструму в фотодіоді не перевищить встановленого рівня, вцьому разі лазер виключиться, тобто операція закінчиться [45].

17

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару

1

23

4

5

6

789

Рис.3.6.Схема ЛТУ для обробки отворів в заготівках із прозорих матеріалів

1 0

5. Методи нанесенняпоглинаючих покриттівзмінюються залежно від вмістуоперації. У масових видахобробки цей перехідавтоматизують шляхомнанесення органічної плівки, щовиконує поглинальні функції ізахищає не оброблювальнучастину поверхні заготівки відналипання розплаву з ерозійногофакелу [46]. Заготівки подаютьсяв зону обробки транспортером, минаючи пост з розпилюючимпристроєм. Завершуютьоперацію в камері з підвищеноютемпературою для видаленняплівки.

18

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару6. Застосовуються також покриття у вигляді самоклеющихся плівок нацелюлозній основі, наповнених оптимальним для використовуваноговипромінювання поглиначем (SiO2, Al2O3, TiO2, фосфатом марганцю, графітом і так далі). В місцях дії пучка плівка вигоряє, з останніх - легковидаляється при тязі за край [47]. 7. При лазерній обробці заготівки з міді і її сплавів зону обробкиефективно покривати чорнінням шляхом розміщення заготівки уводному розчині NaOH, Na3PO4·12H20, NaClO2 [48].8. Нанесення твердих (що тверднуть) покриттів інколи замінюєтьсярозбризкуванням рідких поглинаючих середовищ по оброблювальнійповерхні заготівки (водні розчини перекису водню, соляної кислоти, хлорної кислоти, азотно-азотисто-кислого натрію). Це активує поверхнюзаготівки, покращує взаємодію випромінювання з речовиною за рахунокпідвищення коефіцієнта поглинання [49].9. Рідкі розчини поглинаючих добавок можна використовувати приобробці глибоких порожнин в заготівках з прозорих матеріалів принеобхідності постійного відновлення поглинаючих здібностей поверхніобробки (її дна) перед кожним імпульсом. Для цього пропонуєтьсявиконувати обробку пучками, сфокусованими через тіло заготівки надалеку поверхню її стінки. Можливі два варіанти обробки (рис. 3.7а таб). У першому - заготівка 4 є дном ємкості 5, яку заповнено суспензієюпоглинача (порошку графіту) в рідині (вода або рідке мастило).

19

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушаруПри концентрації енергії пучка випромінювання лазера 1 лінзою 2 на

дальню поверхню заготівки 4 [50] поглинання відбувається по їїконтакту із суспензією і руйнуванням поверхні заготівки 4. У мірустворення порожнини за його дном «стежить» рівень рідини, забезпечуючи постійний контакт поглинача із заготівкою. У другомуспособі (б) підпор рідини створюється надлишковою висотою її стовпаН над заготівкою 4, яку розташовано замість кришки над ємкістю 5, сполученою з бачком 7, в якому рідина має рівень, вищий за кінцевуглибину отвору [51].

Рис. 3.7. Засоби донесення рідкої поглинальної суміші

61

а ︶

2

3

H

45

б ︶

7

H5

4

16 2

3

до дна оброблювальної порожнини під час обробки

20

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару10.Найбільш простим за доставкою поглинача в зону обробки є засібпокриття з використанням газових середовищ. По-перше, деякі газименш схильні до утворення плазми, що підвищує ефективністьвикористання енергії лазерного випромінювання (фтор, хлор і ін.) [52]. По-друге, гази можуть транспортувати поглинаючі порошинки позатраєкторією пучка лазерного випромінювання, що не заважає доставціенергії останнього. Для транспортування і осадження часток втехнологічній операції застосовують додаткові до зони обробки пости, дездійснюється покриття виробу частками. Так, відповідно до [53] заготівка1 (рис.3.7) на шляху до місця обробки ІІІ проходить між електродамикоронного розрядника 3, де, електризуючись, і потрапляючи на другупозицію ІІ із зваженою газовою сажею 4, покривається по всій поверхні. Після гравірування малюнка лазерним променем за допомогою сканерів5, 6 виріб направляють на позицію І в електричне поле протилежноїполярності, що викликає осипання «зайвого» покриття, яке придбалозаряд від контакту з виробом.

Рис. 3.8. Схема засобу нанесення газової сажі на поверхню заготівки

U

1 2

3 4 5

6

I II III

S

Газ

21

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару11. Гази, що містять вуглець (бутан, пропан або метан), можутьдоносити сажу у зону обробки, виділяючи її при контакті з холодноюповерхнею заготівки (рис.3.9). Для цього необхідно в додатковому соплі5 (за межами проміня 1) спалювати газ (а) в режимі недостачі кисню(коефіцієнт надлишку окислювача a « 1), що викликає його неповнезгорання і розкладання з виділенням газової сажі при раптовомуохолодженні [54]. Такий режим горіння газу досягається підмішуваннямінертних добавок до нього, або організацією спеціального режимуобдування поверхні полум’ям, який організується підбором витратигазу, його тиску і відстані до холодної поверхні.

Подібного ефекту можна добитися при неокислювальному нагрівігазу (б) до Т > 5500C і його розкладанні на компоненти (легкі і важкіскладові, наприклад, для метану СН4 = С + 2Н2) додатковим джерелом, наприклад, електричною спіраллю 5, яку розміщено в зовнішньомуконусі різака 4 [55].

doab

1

23

45

6

S

газ

О2

О2

Рис.3.9.Схема ЛТУ з пристроєм для нанесення поглинального покриття із вуглеводнів

<<12

13

4

5

6

газN2

U

S

а б

22

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнинбб). ). ЗасобиЗасоби підвищенняпідвищення поглинанняпоглинання поверхнеюповерхнею

заготівкизаготівки нанесеннямнанесенням додатковогододаткового шарушару

Слабо поглинаючі матеріали можуть бути зруйновані теплом, що виділяється в матеріалі покриття, що добре поглинає лазерневипромінювання і що має достатню теплоємність і температурувипари, що перевищує температуру руйнування матеріалузаготівки [56]. Необхідно підкреслити, що в останньому випадкупотрібна хороша теплопровідність покриття і його ідеальнийтепловий контакт з основним матеріалом, що, втім, повинно бутивластиво в деякій мірі і останнім методам обробки з покриттям.

23

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового

джерела створеного в результаті опромінення заготівкиДля підвищення ефективності технологічною операцій необхідно

мінімізувати втрати теплової енергії впродовж операції, а такожоптимізувати механізм теплового руйнування матеріалу заготівки. Поступове зниження ефективності, що особливо спостерігається підчас обробки глибокої порожнини, пов'язане із зсувом дна порожниниз розрахункового перетину каустики сфокусованого пучка, а також іззбільшенням при цьому долі поглиненої частини променистої енергіїна продуктах руйнування. Усунення таких втрат може бути досягнутевідповідною організацією процедури опромінення, виключенням абопослабленням впливу факелу і за рахунок застосування додатковихенергетичних дій в процесі обробки.1. Підвищення ККД обробки металів і сплавів при їх опроміненнідовгохвильовими пучками випромінювання (λ = 10,6 мкм) забезпечується за особливих умов опромінення заготівки, пов'язанихіз зменшенням інтенсивності факелу на шляху пучкавипромінювання. Суть способу обробки полягає в тому, що поверхнязаготівки розташовується вище перетяжки каустики сфокусованогопучка на відстані a від неї (k = 0,1-0,2 - коефіцієнт; d0 - діаметрперетяжки, γ - кут половини конуса каустики сфокусованого пучка(γ=arctgD/2F, де D – діаметр променя на лінзі, F - її фокуснавідстань)). Позитивний ефект засновано на явищі існуваннязворотної ударної хвилі внаслідок виникнення в області високоїінтенсивності проміня плазми (при «гострому» фокусуванні), рухомоїназустріч останньому з швидкістю ~ 104м/с. tgkda 20

24

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин

2. Для виключення факелу з балансупоглиненої енергії при обробці заготівок зматеріалів, прозорих для лазерноговипромінювання, рекомендуєтьсявиконувати обробку, починаючи з тильноїповерхні заготівки (відносно пучкавипромінювання). Початкове поглинаннявиникає на поверхні контакту заготівки 1 зповерхнею столика 2 (рис. 3.10). У мірупоглиблення порожнини зона контактуйого дна зміщується з поверхні столика, тому за цим способом можна оброблятилише ті матеріали, що підтримуютьвисокий рівень поглинання при тепловійдії, наприклад – за рахунок почорніння(графітизації) поверхні алмазу при йогонагріві [50].

1

2Рис. 3.10. Схема опромінення заготівкиіз прозорого матеріалу, який внаслідок

нагріву підвищує коефіцієнт поглинання

3.1.2. Оптимізація використання енергії тепловогоджерела створеного в результаті опромінення заготівки

За запропонованими умовами опромінення найбільш щільнізгустки плазми зміщуються в область зниженої інтенсивностівипромінювання, через що зменшується поглинання в ударниххвилях. Внаслідок цього автором наголошується підвищенняефективності обробки до 60% в порівнянні з «гострим»фокусуванням пучка на поверхню заготівки [57].

25

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки3. Подовжня форма каустики сфокусованого пучка лазерноговипромінювання (гіперболоїд обертання) сприяє зміні ефективностіпротягом операції розмірної обробки порожнини із-за зміни інтенсивностівипромінювання в зоні дії пучка (на дні останньої). Найбільшаефективність, вочевидь, може бути досягнута при збереженні постійної«гостроти» фокусування на поверхні руйнування матеріалу (дніпорожнини). Для цього можна періодично (в перервах між імпульсами) зміщувати заготівку назустріч пучку лазерного випромінювання, абопідтримувати умови опромінення періодичною заміною лінз. На рис. 3.11 показана схема трансфокатору, що має конструкцію поворотної турелі 4 із зміщеними на периферії лінзами 2...3, фокусні відстані якихвідрізняються на величину приросту глибини порожнини однимімпульсом. Із схеми видно. що для реалізації такої схеми обробкипристрій містить діафрагми 5 біля кожної лінзи, розмір яких зменшуєтьсяз ростом фокусної відстані лінзи для стискування пучка 1 до розміруапертури вхідної ділянки оброблюваного отвору, що б усунутиекранування пучка на вході в порожнину та її руйнування. Напочатковому етапі обробки використовується лінза F1, з апертуроюдіафрагми D1, при поглибленні отвору на величину h1 застосовуютьнаступну лінзу 3 з діафрагмою, розмір якої визначається ізспіввідношення: 112 hFF

12

iii h

dFD

26

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівкиде: d - розмір

оброблювальноїпорожнини.

Обмеження розмірупучка випромінюваннясупроводжуєтьсязниженням рівняенергії, що досягаєзаготівки 7. З метоюпідтриманняпочаткового(розрахункового) рівняінтенсивності в зоніопромінення требаодночаснозбільшувати імпульснуенергію в недіафрагмованомупучку 1, що потребуєзміни умов збудженнялазера.

D

F2

1

7

2

D2 5D1

F1h

7

3

4

D

Рис. 3.11. Схема обробки порожнини з використанням

1

системи лінз ︵трансфокатора ︶

6

27

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового

джерела створеного в результаті опромінення заготівки4. В попередній схемі набір лінз в корпусі трансфокатору залежить відвеличини збільшення глибини порожнини кожним імпульсом, тому, по-перше, дискретність фокусних відстаней буде змінною, а, по-друге, дляіншого режиму обробки буде необхідний новий набір лінз. Усунення цихнедоліків, а також зв’язаних з нерівномірністю приросту фокусної відстанілінз, що чергуються, досягається використанням трансфокатора зплавною зміною значення фокусної відстані. Його основу складає лінза, яка має можливість змінювати кутове положення відносно осі променя –від нормального положення головної її площини до похилого. При нахилілінзи також нахиляється її фокальна площина і пересікає вісь променя (іоброблювальної порожнини) нижче, ніж менш похилий, тобто відбуваєтьсязбільшення робочого відрізку каустики і її звуження (рис. 3.12). Так, нахиляючи лінзу 2 з фокусною відстанню F на кут , зміщуємо положенняперетяжки каустики (у геометричному розгляді) на величину Δh:

Порівнюючи поточний приріст глибини отвору Δhi з фактичнимположенням каустики, визначають потрібний нахил лінзи φ для зміщеннякаустики і підтриманні постійних умов опромінення. Для усунення аберації(кома і астигматизм) необхідно обертати лінзу відносно осі пучкалазерного випромінювання з кутовою швидкістю (τ – тривалість імпульсувипромінювання). Зручним виявляється керований нахил лінзи зарахунок відцентрових сил при розташуванні деякої маси на її периферії. Кут залежатиме від місця розташування дисбалансу і швидкостіобертання лінзи (ω) [58]. На рис.3.13 зображено приклад конструкції.

)Cos/(Fh 11

28

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового

джерела створеного в результаті опромінення заготівки

F

F

h

I

II

III

4

3

1

=arcCos hF +1

1

2

Рис. 3.12. Схема обробки порожнини з використанням трансфокатора з похилою лінзою

29

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового

джерела створеного в результаті опромінення заготівки

10

11

6

A-A

1

3

4

5

7

29

8A

A

еРис. 3.13. Конструкція трансфокатора з єдиним приводом обертання та нахилу лінзи

Використання одного приводу обмежує варіантність швидкості ω та кута φ,тому для розв'язування цієї залежності є конструкція з двома приводами

(рис.3.14).

30

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки

? 1 0 4

?120O5,2±0,24отв.

O60 k6O78 H7

64±0,0146±0,01

134*

A A

Б

1 27

19

2

19

I

8 9

IV III

28

222325

II

4

15

10

7 26

313

IV ︵ 2 : 1 ︶

III ︵ 2 : 1 ︶

O4k

6

11 18 12 2124

II ︵ 4 : 1 ︶

B

6

16

O4H7/r6

BB

I ︵ 2 : 1 ︶

O3H7/k617

5

23

Рис. 3.14. Конструкція трансфокатору на похилій лінзі з двома приводами151*

A - A

222325

2014

B

31

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки5. Попереднє завдання безперервного “стеження” визначеним перетиномкаустики лазерного променя за положенням поверхні руйнуванняоброблювального елементу (отвору, пазу, щілини) може бути вирішеношляхом хвильового перетворення лазерного випромінювання. Хоча цей методв даний час технічно важко реалізується, при розвитку лазерної технікиможливе використання явища дисперсії світла для підтримання початковихумов опромінення. Але умовна монохроматичність лазерних променів даєможливість використовувати явище дисперсії світла (залежність йогошвидкості від довжини хвилі випромінювання) та наявність деякої шириниспектру генерації (теоретично Δ ≈ 10-8 ÷ 10-9 Гц, але в дійсності набагатобільше), яка завдячує явищу розширення енергетичних рівнів за декількомачинниками і дорівнює ширині спектру люмінесценції активного середовища, дозволяють в малому інтервалі керувати фокусною відстані f робочогооб’єктиву [59] . Обробку отворів в цьому режимі опромінення виконується внаступній послідовності.

Заготівка із алюмінію товщиною 2 мм розташовується на відстані 150 ммвід об’єктиву, що дорівнює його фокусній відстані f для довжині хвилі 1 = 1080 нм. Включають лазер ЛТУ (рис.3.15а) Лампа накачки протягом τн = 2,5 - 3 мс, переводить активне середовище 5 у збуджений стан та через 0,5 мс (часдосягнення інверсної заселеності в ньому до значення порогу) від її спалаху ізсинтезатору частот надходить на п'єзо перетворювач 8 сигнал с частотою ν = 30 МГц. Це утворює акустичну решітку в дефлекторі 8 і лазер випромінюєперший пічок на довжині хвилі 1 = 1080 нм, що при енергії в пічку 0,05 Джстворює інтенсивність в зоні опромінення Ір = 5.108 Вт/см2 при йогоперетворенні лінзою. Поріг руйнування алюмінію перевищується, щопризводить до його випаровування з утворюванням лунки глибиною h ≈ 0,1мм в заготівці 4 (рис.3.16). Можливе виділення із променя його складовихдисперсним елементом резонатору (рис.3.15б).

32

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівкиЧерез період часу t = 30 мкс (t 10-100 мкс) після першого пічку

програмний пристрій 8 збільшує частоту сигналу синтезатору 4 на 0,5 МГц, щоприводить до зменшення довжини хвилі випромінювання в другому пічку на0,5 нм (2 = 1080 - 0,5 = 1079,5 нм). Внаслідок того, що лінза Френеля 2 маєпозитивну хроматичну аберацію, то зменшення 1 на Δ = 0,5 нм увідповідності до залежності Δf = Δf/0 (f - фокусна відстань об’єктиву, 0 -середня довжина хвилі із спектру генерації) збільшує фокусну відстань f на0,075 мм і другий пічок випромінювання концентрувався на відстані 150 мм + 0,075 мм, тобто точка обробки опускалася в глибину матеріалу на 0,075 мм іпромінь практично концентрувався на дні утвореної першим пічком лунки(рис.3.16). Якби далі перебудову довжини хвилі проводили лінійно, то за 30 пічков випромінювання довжина хвилі змінилася б від 1080 до 1065 нм, аточка концентрації променя опустилася б в глибину матеріалу заготівки на 2 мм. Але при цьому переміщення точки концентрації не було би зв’язано іздійсним темпом утворення лунки и отвір за один імпульс не було би утворено. Це пов’язано з тим, що по мірі просунення випромінювання вглиб матеріалу, заглиблення лунки від діяння кожного наступного пічка зменшувалосявнаслідок екранування променя вхідною крайкою отвору. Якщо закон зміненняглибини лунки визначити експериментально, та у відповідності до ньогозмінювати частоту акустичної хвилі за допомогою програмного пристроюкерування синтезатором то це дозволить зменшити енерговитрати, збільшитишвидкість обробки та глибину отвору.6. Більші можливості перебудови променя мають лазери на вільнихелектронах (ЛВЕ), у яких довжина хвилі випромінювання може бути зміненавпливом на параметри ондулятора (джерела магнітного полю, в якомурухаються вільні електрони). Змінюючи довжину хвилі можна досягти плавногозсуву горловини каустики сфокусованого пучка в тілі заготівки 4 [60].

33

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки

34

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки7. Але на даному етапі розвиткулазерної техніки на практиці частішевикористовується вплив на хвильовіхарактеристики лазерного променяпараметричним перетворенням(множення) його частоти, що дозволяєоднією і тією ж оптичною системоюконцентрувати енергію основноговипромінювання і його вищих гармоніквздовж деякої області каустики углибину оброблювальної досягається, наприклад, для випромінювання лазерівна YAG: шляхом установки на йогошляху кристала з нелінійнимихарактеристиками, що зміщуєвипромінювання у видиму (=0,530) таультрафіолетову (=0,355 та 0,265 мкм) області спектру [61].

Викладений вище спосібреалізовано компанією LPKF в ЛТУМicroLine Drill [62]. В якості джерелавипромінювання в ЛТУ MicroLine Drillвикористано YAG:Nd+3-лазер, якийпрацює на 3-ій гармониці ( = 0,355 мкм) (рис.3.17 та 3.18).

Рис.3.17. ЛТУ для обробкиотворів в друкованих платах

Рис. 3.18. Приклад перехідного отворув друкованій платі

35

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки8. Для підтримування майже постійногорівня інтенсивності випромінювання наповерхні елементу заготівки, щообробляється, можна такожкомпенсувати “потовщення” каустики уміру зсуву дна лунки з початкового їїперетину збільшенням енергетичноїскладової характеристикивипромінювання (енергії абопотужності). Для управління законом їїзміни можуть застосовуватисястатистичні моделі процесу ростуглибини лунки, аналіз інтенсивності(яскравості, щільності, ступеню іонізації, висоти, шуму і ін.) ерозійного факелу відімпульсу до імпульсу з підтриманнямобраного показника на належному рівні[63]. На рис.3.19 зображено ЛТУ зконтролем факелу 14 променем 6 додаткового лазера 5 та системоюзмінення умов опромінення (12-процесор, 8-9 - фотодатчик, 10 – приводпневматичного клапану 13, 11 – блокживлення лазера 1, 4 – заготівка) взалежності від результатів виміру.

Рис. 3.19. Схема обробки з контролемхарактеристик ерозійного факела

1

2

3

4

5 6 7

р

8

9

10

11

12

13

14

36

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки

Рис. 3.21. ЛТУ для операції лазерноїта УЗ обробки

43

2

1

1

2

3

4

5

6

газ

7а

9. В разі одно імпульсної обробки масовоїкількості отворів в ситах, гратах і іншихвиробах можна організувати усуненняфакелу, що утрудняє процес опромінення, шляхом деякого відхиленні осі променя віднормалі до поверхні заготівки. Перпендикулярне розташування факела (повідношенню до поверхні заготівки) гарантуєусунення його дії на процес обробки за умовиδ>(γ+φф)/2 (рис.3.20) [63].10. В деяких випадках підвищенняефективності процесу ЛРО порожнинспостерігається при поєднанні дії лазерноговипромінювання з іншими електрофізичнимиметодами обробки (ЕЕО, ЕХРО, УЗО). Так, УЗ-коливання заготівки при її обробці уздовжосі пучка випромінювання сприяєінтенсивнішому видаленню розплаву зпорожнини, різу, що рівнозначно підвищеннюшвидкості знімання матеріалу. Приформуванні отворів у листовій заготовцізбудження в останній ультразвукових хвильтим або іншим способом так само впливає напроцес обробки, підвищуючи її ефективність. Зручно поєднувати введення енергії УЗ-коливань через конус захисного сопла(різака) ЛТУ [64] (рис.3.21).

Рис.3.20. Схема опромінення беззавади факелу

37

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки

Рис. 3.22. ЛТУ для операції пробиттяотворів та їх металізації

11. Підвищення сумарноїпродуктивності процесу обробкипорожнини досягається при повнішомуоб'ємі використання можливостей пучкалазерного випромінювання. Цеспостерігається в операції прошивкиотворів в платах друкарського монтажу,що вимагають подальшої металізаціївнутрішньої поверхні. Поєднанняпрошивки отворів з металізацієюпрактично не вимагає додатковихвитрат енергії, якщо заготівку 4 розташувати на поверхні масивноїпідкладки 5, виготовленої з матеріалу, що металізує поверхню (мідь, срібло іін.). Імпульс, що завершує формуваннякрізного отвору, формує такожплазмову хмару з поверхні підкладки 5, що осідає усередині поверхні отвору 8. Ефективність використання факела 7 може бути збільшена при покриттіотвору 8 у цей момент прозороюпластиною 6 (рис.3.22) [65]. Цедозволяє використати в більшомуоб’ємі склад факелу 7.

4

1

37

2

86

5

38

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки12.При обробці глибокої порожнинициліндричної форми, коли на завершуючийстадії вхідна її ділянка істотно діафрагмуєпучок та руйнується, створюючи конічнучастину, рекомендується, якщо це технічноздійснено, виконувати обробку з двохсторін заготівки, опромінюючи їх одночасноабо послідовно. Осесиметричні заготівки 1при ретельному виготовленні оснащення(мінімальному терті в опорах 2 - 3) можнаобробляти з автоматичним вибором ізміною сторони заготівки, щоопромінюється, поставивши це взалежність від дійсної глибини лунки з тієюабо іншою її сторони. Для цього необхіднозаготівку 1 встановити з можливістювільного обертання відносно осі симетріїперпендикулярно пучку лазерноговипромінювання (рис. 3.23, де 2 – додатковіелементи кріплення і обертання заготівки 1 в підшипниках 3, 4 - лінза). Починаючиобробку з будь - якого положення заготівки1 подачею декількох імпульсів, заглиблюють оброблювальну порожнину(а), поки крутячий момент від ваги заготівкиG, яку прикладено до зміщеного центрутяжіння е (Мкр= Gе) не переверне її донового стійкого положення,

4

4

4

3

3

3

2 43 2Рис.3.23. Схема обробки обвору з двох сторін

3 42

2

1

e

1

-e43

1

1

1

e

1

2

2

а ︶

б ︶ б ︶

з автоматичним вибором напрямку обробки

а ︶

а ︶

а ︶

відповідного обробці порожнини зпротилежного боку (б). При доситьтривалих операціях (в разі глибокоїпорожнини) заготівка може зробитидекілька «перекидів», оптимізуючинапрям поглиблення отвору. Дляунеможливлення пошкодженнязаготівки у момент її обертання, необхідно передбачити датчикруху, що забороняє обробку під час”перекиду” [66].

39

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівки13.При обробці простих за формоюзаготівок (кулька, циліндр, конус і інші) можна також оптимізувати процесобробки за її тривалістю, забезпечуючибезперервне автоматичне стеженнявизначеною площиною каустики заположенням поверхні руйнуванняоброблювального елементу (днапорожнини). Для цього заготівкупоміщають в конічну (або складнішоїподовжньої форми) трубку, щорозширюється назустріч пучкувипромінювання і розташованувертикально, в яку знизу подають підтиском газ (повітря), що зважуєзаготівку на рівні, визначуваномурозмірами порожнини, масою заготівкиі тиском газу (рис. 3.24). У мірувидалення матеріалу з порожнинипочатковими імпульсами лазерноговипромінювання заготівка зменшуєсвою вагу і переміщається внаслідокцього на величину, визначену передавальнимкоефіцієнтом пневматичної системи, тобто формою трубки, підтримуючипочаткові умови фокусування [57].

Рис.3.24.Схема обробки отворів у заготівці

d

P

D

F

4

1

простої форми ︵куля, циліндр та ін. ︶

iз

Dd

23

5

40

3.1. Підвищення ефективності ТО ЛРО порожнин3.1.2. Оптимізація використання енергії теплового джерела

створеного в результаті опромінення заготівкиІнколи рішення задачі

підвищення ефективностіоперації обробки порожнинизнаходиться на неочевидномушляху її реалізації. Так, ремонтпорожнин, наприклад, вфіль’єрах з твердого сплаву 5 або діамантових волокахшляхом збільшення їх розмірудо найближчого більшого знормалізованого ряду розмірів, може виконуватися меншимчислом імпульсів і меншогорівня енергії, якщо передобробкою в порожнинузапресовувати порошковийматеріал 7, подібнийоброблювальному, що включаєв процес обробки механізмтеплопровідності, який важкореалізується при фокусуванніпучка всередину порожнини 6 [68].

Центр пучка

Рис.3.25.Схема ремонту отворів лазерним променем

1

2

3

4

5

7

6

41

Додаток до розділу 3.1 (завдання на СРС)1. Завдання на СРС 1: Три метода впливу на енергетичні параметри пучка

випромінювання. Описати та визначити - який з них має параметричнийхарактер впливу на пучок? Пояснити причини їх діяння.

2. Завдання на СРС 2: Які відомі аналогові засоби налагодженняположення заготовки у каустиці пучка. Визначити недоліки та порівняти зхарактеристиками налагодження за подвійним зображенням.

3. Завдання на СРС 3: Навести конструкції формуючих ліній накачкилазерів. Які конструкції дозволяють параметрично змінювати тривалістьлазерного імпульсу?

4. Завдання на СРС 4: Чим визначається кут розбіжності пучка лазерноговипромінювання? Які резонаторні та поза резонаторні засоби впливу на ньогомають параметричний характер зміни властивостей пучка?

5. Завдання на СРС 5: Класифікація засобів та способів додатковоговдосконалення технологічної операції за метою, яка досягається.

6. Завдання на СРС 6: Наведіть відомі або розробіть оригінальні прикладисхем або конструкцій засобів підвищення якості та продуктивності лазерноїобробки отворів. Використати патентну інформацію з шести країн (США, ФРН, Великобританія, РФ, Франція, Швейцарія).

42

Додаток до розділу 3.1 (завдання на СРС)7. Завдання на СРС 7: Навести вимоги до покриттів з позицій їх

ефективності, зручності використання та утилізації. Обґрунтувати наведеніякості та дати оцінку їх економічності.

8. Завдання на СРС 8: Вивести розрахункові залежності для забезпеченняоперації двосторонньої обробки з автоматичним зміненням сторони обробки втом числі для оцінки показників чутливості та якості повздовжньої формиотвору після ЛРО.

9. Завдання на СРС 9: Вивести розрахункові залежності для забезпеченняоперації односторонньої обробки з автоматичним зміненням умовопромінення в том числі для оцінки показників чутливості та якостіповздовжньої форми отвору після ЛРО.

43

Контрольні запитання та завдання

1. Яким чином зазвичай керують режимом роботи лазера і до якихнаслідків це приводить? 2. Мотивуйте необхідність незалежного впливу на кожен параметрпучка випромінювання і чому потрібні для цього особливі методиналаштування режиму роботи лазера? 3. Через які механізми енергія накачування багатосторонньо впливаєна енергію імпульсу випромінювання?4. Який принцип покладено в основу параметричного керуванняенергетичними параметрами випромінювання?5. Якими засобами можна впливати на тривалість імпульсувипромінювання?6. Якими засобами в резонаторі і поза ним можна впливати на кутрозбіжності пучка випромінювання?7. Чи можна параметрично (без впливу на енергію та розбіжність) змінювати поперечний розмір пучка випромінювання?8. В яких випадках доцільно використати додаткові методи та засобивдосконалення ТО ЛРО? Визначити напрямки діяння на ТО та їхмеханізми.9. За рахунок яких дій можна підвищувати ефективність таекономічність ТО ЛРО? Чим відрізняються названі критерії операції?

44

Контрольні запитання та завдання

10.Як класифікуються методи підвищення ефективності ТО? Навестиїх порівняльні оцінювання?11.Як системно можна здешевити ТО ЛРО? Навести прикладиреалізації методів та засобів впливу на техніко-економічний показник.12.Які методи та засоби використовуються для стабілізації процесудіяння лазерного променя на час виконання ТО ЛРО? Навести схемиТО та ескізи конструкцій засобів.13.Які трансфокатори використовуються в ТО та з якою метою? Порівняйте їх можливості та зручність в використанні.14.Викласти принцип підтримання стабільності процесу обробки в ТОЛРО з використанням явища дисперсії світла. Що дає йоговикористання і які вимоги це накладає на лазерну техніку татехнологію?15.Що таке ремонт отворів в філь'єрах, ситах, дозувальних пристрояхта витратних шайбах? Що заважає використовувати традиційнуопераційну схему? Який шлях використовують для забезпеченнявиконання ТО по ремонту отвору.16.Чим можна укомплектувати ТО для розширення її можливостей танадання виробу додаткових властивостей?17.Які технологічні схеми використовують для операцій лазерноїобробки глибоких циліндричних отворів?

45

Бібліографічний опис до розділу 3.138. Заявка Японії № 61-99506 В23К 26/18, оп.17.05.1986р39. Заявка Японії № 50-37918 В26F 1/30, оп. 05.12.1975р40. Заявка Японії № 61-108487 В23К 26/00, оп. 27.05.1986р41. Заявка Японії № 59-127984 В23К 26/10, оп.23.07.1984р42. Заявка Японії № 48-26280 В23F 4/30, оп. 08.08.1973р43. A.с. СРСР № 233100 МКІ3 В23K 26/00 оп. 01.10.1967р44. А.с. 957508 СРСР, МКІ3 В23К 26/00. Спосіб обробки матеріалів лазерним

випромінюванням [Текст] / В.П.Котляров (СРСР), №2936329/25-27; заявл. 09.06.1980р. (без публ.)

45. А.с. 970792 СРСР, МКІ3 В26К 26/00. Установка для пробиття отворівлазерним променем в прозорих матеріалах [Текст] / В.П.Котляров, (СРСР), №. 3266918/25-27 ; заявл. 31.03.1981р., (без публ.)

46. Патент Франції № 2033105 В26F 1/30, оп. 03.08.1970р47. Заявка Японії № 56-160893 В23К 26/18, оп.10.12.1981р48. Заявка Японії № 61-99506 В23К 26/18, оп.17.05.1986р49. Заявка Японії № 50-37918 В26F 1/30, оп. 05.12.1975р50. Патент 2118925 РФ, МКІ3 В23К 26/02. Способ лазерной технологической

обробки материалов [Текст] / С.К.Семенов, Д.Б.Охрименко - №97109218/02 заявл. 03.06.1997 ; опубл. 20.09.1998, бюл. 3 с. : іл.

51. А.с. 1037512 СРСР, МКІ3 В23К 26/00. Спосіб лазерної обробки матеріалів, прозорих для лазерного випромінювання [Текст] / В.П.Котляров, М.І.Анякін (СРСР), №3396222/25-27; заявл. 15.02.1985р. (без публ.)

52. Заявка Японії № 48-44459 В26F 1/26, оп. 25.12.1973р53. А.с. 1349124 СРСР, МКІ3 В23К 26/00. Спосіб гравіювання матеріалів

[Текст] / В.П.Котляров, В.С.Коваленко, М.І.Анякін (СРСР), №3899558/25-27 ; заявл. 24.05.1985р. (без публ.)

46

Бібліографічний опис до розділу 3.154.А.с. 809731 СРСР МКІ3 В23К 26/12. Спосіб обробки матеріалів лазерним

випромінюванням [Текст] / В.П.Котляров, В.С.Коваленко, В.В.Романенко(СРСР) - №2796796/25-27 ; заявл. 13.07.1979р. (без публ.)

55.А.с. 745104 СРСР, МКІ3 В23К 26/00. Сопло фокусуючого пристрою длягазолазерної обробки матеріалів [Текст] / В.П.Котляров, В.С.Коваленко, В.І.Волгін (СРСР), №2699464/25-27 ; заявл. 21.12.1978р. (без публ.)

56.Заявка Японії № 61-106708 С21В 1/09, оп. 29.05.1986р57.Патент Швейцарії № 611192 В23K 26/00, оп. 31.05.1979р58. A.с. 792732 СРСР, МКІ3 В23K 26/00. Пристрій для обробки отвору

випромінюванням лазера [Текст] / В. П. Котляров, В. С. Коваленко (СРСР). –№ 2713994/25–27 ; заявл. 17.01.1979 ; (без публ.).

59.Патент РФ №1299025 МКІ3 В23К 26/00. Способ лазерной обработки [Текст] / В.И.Кравченко, Г.А.Галич, Ю.Н.Пархоменко (РФ). – 3870158/27 ; заявл. 21.03.1985; опубл. 27.11.1995

60.Заявка Японії № 54-18798 В23К 26/00, оп. 10.07.1979р61.Заявка Японії № 54-18797 В23К 26/00, оп. 10.07.1979р62.Петров М. Лазерная обработка материалов в электронике. Сб:. Компоненты

и технологии, 19.10.2000, №.1063.Заявка Японії № 58-135786 В23К 26/00, оп. 12.08.1983р64.А.с. 1176532 СРСР МКІ3 В23К 26/14. Пристрій для лазерної обробки [Текст] /

В.П.Котляров, В.С.Коваленко, М.І.Анякін (СРСР) - №3725705 /27 ; заявл. 13.04.1984. (без публ.)

65.А.с. СРСР № 213517 С23С 17/00, оп. 19.02.1974р66. A.с. 1169277 СРСР МКІ3 В23К 26/00. Спосіб лазерного пробивання отворів

[Текст] / В. П. Котляров, В. С. Коваленко, М.І.Анякін (СРСР). – № 3700736 /–27 ; заявл. 04.03.1985 ; (без публ.)

47

Бібліографічний опис до розділу 3.167. A.с. 1185770 СРСР МКІ3 В23К 26/00. Спосіб лазерного пробивання отворів

[Текст] / В. П. Котляров, В. С. Коваленко, М.І.Анякін (СРСР). – № 3718340 /27 ; заявл. 15.06.1985 ; (без публ.)