Основные направления исследований связаны с разработкой и созданием
мощных автоматизированных лазерных технологических комплексов - АЛТК -
для решения широкого круга промышленных задач. Разрабатываются
физические и технические принципы создания лазеров мощностью до 20
кВт, проводятся исследования взаимодействия излучения с различными
материалами, создаются и отрабатываются технологические процессы
изготовления деталей различной сложности.
Создаваемые в ИТПМ СО РАН газовые СО2 лазеры могут в настоящее время
использоваться при обработке листовых материалов
(резке и сварке металлов). В настоящее время фирмами TRUMF, ROFIN-SINAR и др.
освоено производство мощных лазеров для этих же целей со следующими свойствами:
- Газовые CO2 лазеры мощностью до 3-4 кВт обладают высоким качеством излучения,
что позволяет использовать их для резки стали толщиной вплоть до 15-20 мм.
Естественно они могут использоваться и для сварки.
- Существуют технологические газовые лазеры мощностью до 6 кВт и более мощные,
которые изготавливаются по специальному заказу. Их отличительная особенность -
многомодовый характер пучка излучения, что снижает его качество.
В результате 6 кВт лазер способен разрезать нержавеющую сталь толщиной до 45 мм,
но качество резки, т.е. шероховатость поверхности, не удовлетворительное.
- Все зарубежные газовые лазеры работают на очень чистых газах: углекислый газ,
азот и гелий, что приводит к большим эксплуатационным затратам.
- Лазеры имеют технологически сложные элементы. Для их регламентного
обслуживания и ремонта необходима специальная служба.
- Твердотельные YAG лазеры выпускаются с мощностью до 6 кВт.
Их излучение может транспортироваться по гибкому кабельному волноводу.
Однако излучение этих лазеров низкого качества. Эти лазеры могут использоваться
для резки стали до 10 мм и в основном применяются для сварки.
Лазеры, создаваемые в ИТПМ, имеют следующие принципиальные особенности:
- Они являются единственными в мире технологическими лазерами,
имеющими специальный, защищенный патентом, резонатор позволяющий
получать излучение высокого качества при любом уровне мощности.
Это позволяет создавать ряд лазерных установок, например 2; 5; 10; 20 кВт
формирующих излучение с близкой к ТЕМ00 моде.
- Рабочая смесь газов может быть: углекислый газ и воздух, что резко снижает
эксплуатационные расходы.
- Обладают высокой надежностью, просты в обслуживании.
У сотрудников лаборатории лазерных технологий ИТПМ СО РАН
накоплен большой опыт внедрения технологических комплексов в
промышленное производство. Очень большое внимание уделяется
исследованиям в области технологии обработки материалов. В
частности при мощности лазера до 1.5 кВт разработаны следующие
технологии:
В качестве приоритетных направлений дальнейшего научно-технического
развития для нашей лаборатории можно назвать следующие:
- Создание мощных (до 10 - 20 кВт) CO2 лазеров с высоким качеством излучения.
- Разработка технологии качественной резки листовых материалов большой толщины
(до 50 мм) как черных, так и цветных металлов (алюминий, медь, титан и др.).
- Разработка технологии сварки листовых материалов большой толщины (до 50 мм)
как черных, так и цветных металлов (алюминий, медь, титан и др.), в том числе и
соединение материалов, не свариваемых традиционными методами.
- Разработка принципиально новых технологий на основе мощных лазеров, например,
лазерное фрезерование.
- Создание на базе мощных лазеров и разработанных технологий технологических
комплексов (АЛТК), для решения задач и развития отдельных отраслей
промышленности.
Отраслевая направленность АЛТК может быть самая различная: автомобильная, авиационная,
электротехническая, нефтегазовая, машино- и тракторостроительная, атомная и другие промышленности.
Распределение по отраслям применения лазерной техники
показывает явное преимущество на
настоящий момент фактически двух отраслей. Это в первую
очередь электронная отрасль, включающая микроэлектронику,
электротехнику и производство печатных плат, и автомобильную
промышленность.
|
>
