Бичил болон жижиг эд ангиудыг гагнах аргууд Лазер гагнуур нь өндөр энергийн нягтралтай лазер туяаг дулааны эх үүсвэр болгон ашигладаг үр ашигтай, нарийвчлалтай гагнуурын арга юм. Энэ нь лазер материал боловсруулах технологийн чухал хэрэглээний нэг юм. 1970-аад онд үүнийг голчлон нимгэн ханатай материал болон бага хурдтай гагнуурт ашигладаг байсан бөгөөд гагнуурын процесс нь дулаан дамжуулалтын төрөлд багтдаг байв. Тодруулбал, лазерын цацраг нь ажлын хэсгийн гадаргууг халааж, гадаргуу дээрх дулаан нь дулаан дамжуулалтаар дотогш тархдаг. Лазер импульсийн өргөн, энерги, оргил хүч, давталтын давтамж зэрэг параметрүүдийг хянах замаар ажлын хэсгийг хайлуулж тодорхой хайлсан цөөрөм үүсгэдэг. Өвөрмөц давуу талуудынхаа ачаар үүнийг амжилттай ашиглаж ирсэн.бичил болон жижиг эд ангиудыг нарийн гагнах.Хятадын лазер гагнуурын технологи нь дэлхийн дэвшилтэт түвшний нэг юм. Энэ нь лазер ашиглан 12 хавтгай дөрвөлжин метр талбайд нарийн төвөгтэй титан хайлшийн эд анги үүсгэх технологи, чадвартай бөгөөд дотоодын нисэхийн олон судалгааны төслийн туршилтын загвар, бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэлд ашиглагдаж ирсэн. 2013 оны 10-р сард Хятадын гагнуурын мэргэжилтэн гагнуурын салбарын хамгийн өндөр эрдмийн шагнал болох Брүүкийн шагналыг хүртсэн нь Хятадын дэлхийн түвшний лазер гагнуурын түвшинг баталгаажуулсан юм.
## Хөгжлийн түүх Дэлхийн анхны лазер туяаг 1960 онд гэрэлтдэг чийдэн бүхий өдөөгч бадмаараг талстуудаар үүсгэсэн. Талстын дулааны багтаамжаар хязгаарлагдмал тул зөвхөн бага давтамжтай маш богино импульсийн туяа үүсгэж чаддаг байв. Агшин зуурын импульсийн оргил энерги 10^6 ватт хүртэл хүрч болох ч энэ нь бага энергийн гаралтад хамаарах хэвээр байв. Өдөөлтийн элемент болгон неодим (Nd)-ийг ашигладаг неодимоор холбосон иттри хөнгөн цагаан анар (Nd:YAG) болор саваа нь 1-8 кВт чадалтай тасралтгүй нэг долгионы урттай лазер туяа үүсгэж чаддаг. 1.06 мкм долгионы урттай YAG лазерыг уян хатан оптик шилэн кабелиар дамжуулан лазер боловсруулах толгойтой холбож болох бөгөөд уян хатан тоног төхөөрөмжийн зохион байгуулалт, 0.5-6 мм зузаантай гагнуурын ажлын хэсгүүдэд тохиромжтой. CO₂ лазер нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг өдөөгч болгон (10.6μм долгионы урттай) ашигладаг бөгөөд 25KW хүртэлх гаралтын энерги гаргаж, 2мм зузаантай хавтанг нэг удаагийн бүрэн нэвтрэлттэй гагнах боломжтой. Үүнийг аж үйлдвэрийн салбарт металл боловсруулахад өргөн ашиглаж ирсэн. 1980-аад оны дунд үед лазер гагнуур нь шинэ технологи болохын хувьд Европ, АНУ, Японд өргөн тархсан анхаарал татсан. 1985 онд ThyssenKrupp Steel AG (Герман) болон Volkswagen AG (Герман) компаниуд хамтран Audi 100 кузов дээр дэлхийн анхны лазер гагнуурын хоосон зайг амжилттай нэвтрүүлсэн. 1990-ээд онд Европ, Хойд Америк, Японы томоохон автомашин үйлдвэрлэгчид автомашины кузов үйлдвэрлэлд лазер гагнуурын хоосон зайг өргөн ашиглаж эхэлсэн. Лаборатори болон автомашин үйлдвэрлэгчдийн практик туршлагаас харахад лазер гагнуурын хоосон зайг автомашины кузов үйлдвэрлэлд амжилттай ашиглаж болно гэдгийг нотолсон. Лазер захиалгаар гагнах нь лазерын энергийг ашиглан хэд хэдэн ган, зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагаан хайлш гэх мэтийг өөр өөр материал, зузаан, бүрээстэй хавтан, профиль эсвэл сэндвич хавтан дээр автоматаар холбож, гагнана. Энэ нь эд ангиудын өөр өөр материалын гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангаж, тоног төхөөрөмжийг хамгийн хөнгөн жинтэй, оновчтой бүтэцтэй, хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй болгодог. Европ, АНУ зэрэг хөгжингүй орнуудад,лазер захиалгаар гагнахзөвхөн тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн салбарт ашиглагдаад зогсохгүй барилга, гүүр, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн хавтан гагнуурын үйлдвэрлэл, гулсмал шугамд ган хавтан гагнуур (тасралтгүй гулсмал дахь хавтангийн холболт) зэрэг салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Дэлхийд алдартай лазер гагнуурын үйлдвэрүүдэд Soudonic (Швейцарь), ArcelorMittal Group (Франц), ThyssenKrupp TWB (Герман), Servo-Robot (Канад), Precitec (Герман) багтдаг. Хятадад лазер гагнуурын хоосон зайны технологийг хэрэглэх ажил дөнгөж эхэлж байна. 2002 оны 10-р сарын 25-нд Хятадын лазер гагнуурын хоосон зай үйлдвэрлэх анхны мэргэжлийн арилжааны шугам албан ёсоор ашиглалтад орлоо. Үүнийг Wuhan ThyssenKrupp TWB (Герман)-ын ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding компани нэвтрүүлсэн. Хожим нь Шанхайн Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd. болон бусад үйлдвэрүүд дараалан үйлдвэрлэлд орсон. 2003 онд гадаадын орнууд давхар цацрагт CO₂ лазер дүүргэгч утсан гагнуур болонYAG лазер дүүргэгч утас гагнуурА318 хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн доод ханын хавтангийн бүтцэд зориулагдсан. Энэхүү технологи нь уламжлалт хаалттай бүтцийг орлож, онгоцны их биеийн жинг 20% бууруулж, зардлын 20%-ийг хэмнэсэн. Гун Шуйли лазер гагнуурын технологи нь Хятадын уламжлалт нисэхийн үйлдвэрлэлийн салбарыг өөрчлөх, шинэчлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэнэ гэж үзэж байв. Тэрээр нэн даруй хэд хэдэн холбогдох урьдчилсан судалгааны төслүүдэд өргөдөл гаргаж, судалгааны багийг зохион байгуулж, "давхар цацраг лазер гагнуур" технологийг Хятад дахь судалгааны төслүүдэд нэвтрүүлэх ажлыг удирдан явуулсан. Тэрээр эхнээсээ л энэ технологийг нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд хэрэгжүүлэхээр төлөвлөж байжээ. Хятадын мэргэжилтнүүдийн баг урьдчилсан технологийг нисэх онгоцны дизайны хүрээлэнд тайлагнаж, давхар цацраг лазер гагнуурын давуу болон боломжийн талаар сурталчилсан. Олон удаагийн баталгаажуулалт, үнэлгээ хийсний дараа дизайны хүрээлэн энэ технологийг тодорхой онгоцны хавиргатай ханын хавтан үйлдвэрлэхэд ашиглахаар шийдэж, "давхар цацраг лазер гагнуур" технологийг нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд хэрэгжүүлэх анхны зорилгодоо хүрсэн. Энэ нь хөнгөн хайлшийн лазер гагнуурын дүүргэгч утсыг нарийн хянах зэрэг гол технологийг нээж, нэгдсэн, шинэлэг давхар цацраг лазер дүүргэгч утсыг эрлийз гагнуурын төхөөрөмж боловсруулж, Хятадын анхны өндөр хүчин чадалтай давхар цацраг лазер дүүргэгч утсыг гагнах платформыг байгуулж, том нимгэн ханатай байгууламжид Т хэлбэрийн холболтыг давхар цацраг болон хоёр талт синхрон гагнуураар гагнаж, анх удаа нисэхийн хавиргатай ханын хавтангийн гол бүтцийн эд ангиудыг гагнах үйлдвэрлэлд амжилттай хэрэгжүүлж, Хятадын шинэ нисэх онгоцны хөгжилд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. 2003 онд HG Laser-ийн нийлүүлсэн анхны дотоодын томоохон хэмжээний онлайн туузан гагнуурын бүрэн тоног төхөөрөмж офлайн хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Энэхүү тоног төхөөрөмж нь лазер зүсэлт, гагнуур, дулааны боловсруулалтыг нэгтгэсэн тул HG Laser нь ийм тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэх чадвартай дэлхийн дөрөв дэх аж ахуйн нэгжийн нэг болжээ. 2004 онд HG Laser Farley Laserlab-ийн "Өндөр хүчин чадалтай лазер хайчлах, гагнах болон хосолсон хайчлах-гагнах боловсруулалтын технологи, тоног төхөөрөмж" төсөл нь Үндэсний Шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийн шагналын хоёрдугаар байрыг хүртсэн нь Хятадад энэхүү технологи, тоног төхөөрөмжийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн чадавхийг эзэмшсэн цорын ганц лазерын аж ахуйн нэгж болсон юм. Аж үйлдвэрийн лазер үйлдвэрлэлийн хурдацтай хөгжлийн ачаар зах зээл лазер боловсруулах технологид илүү өндөр шаардлага тавьж байна. Лазер технологи нь аажмаар нэг хэрэглээнээс олон төрлийн хэрэглээнд шилжсэн. Лазер боловсруулалтын хувьд энэ нь ганц зүсэлт эсвэл гагнуураар хязгаарлагдахаа больсон. Зүсэлт болон гагнуурыг хослуулсан нэгдсэн лазер боловсруулах тоног төхөөрөмжийн зах зээлийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа тул нэгдсэн лазер хайчлах болон гагнах тоног төхөөрөмж гарч ирсэн. HG Laser Farley Laserlab нь одоогоор дэлхийн хамгийн том форматтай нэгдсэн лазер хайчлах болон гагнуурын тоног төхөөрөмж болох 9×3 метрийн хэт том форматтай Walc9030 нэгдсэн зүсэлт болон гагнуурын машиныг боловсруулсан. Walc9030 нь ...-ийг нэгтгэсэн том форматтай зүсэлт болон гагнуурын тоног төхөөрөмж юм.лазер хайчлах болон лазер гагнуурын функцуудЭнэ нь мэргэжлийн зүсэх толгой болон гагнуурын толгойтой бөгөөд хоёр боловсруулалтын толгой нь нэг цацрагийг хуваалцдаг. Тоон хяналтын технологи нь бие биедээ саад учруулахгүй байхыг баталгаажуулдаг. Тоног төхөөрөмж нь нэгэн зэрэг зүсэх, гагнах шаардлагатай хоёр процессыг гүйцэтгэж чадна. Энэ нь эхлээд зүсэх, дараа нь гагнах, эсвэл эхлээд гагнах, дараа нь зүсэх хооронд чөлөөтэй шилжиж, нэмэлт тоног төхөөрөмж шаардлагагүйгээр нэг тоног төхөөрөмжөөр лазер зүсэх болон гагнах функцийг хоёуланг нь хэрэгжүүлж чадна. Энэ нь хэрэглээний үйлдвэрлэгчдийн тоног төхөөрөмжийн зардлыг хэмнэж, боловсруулалтын үр ашиг, боловсруулалтын хүрээг сайжруулдаг. Түүнчлэн, зүсэх, гагнах нэгдмэл байдлын ачаар боловсруулалтын нарийвчлал бүрэн баталгаатай бөгөөд тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэл үр ашигтай, тогтвортой байдаг. Нэмж дурдахад, хэт том хавтанг захиалгаар гагнах явцад хавтангийн дулааны деформацийн бэрхшээлийг даван туулж, хэт урт нисдэг оптик замыг тогтвортой хэрэгжүүлсэн. Энэ нь нэг дор 6 метр урт, 1.5 метр өргөн хоёр хавтгай хавтанг гагнах боломжтой бөгөөд гагнасан гадаргуу нь нэмэлт боловсруулалтгүйгээр гөлгөр, хавтгай болдог. Үүний зэрэгцээ, хоёрдогч байрлалгүйгээр 3 метр өргөн, 6 метрээс дээш урт, 20 мм-ээс бага зузаантай хавтангуудыг нэг хэлбэржүүлэх процессоор зүсэж болно. Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Шэньян Автоматжуулалтын Хүрээлэн нь IHI корпораци (Япон)-тай олон улсын хамтын ажиллагаа явуулсан. "Нэвтрүүлэг, боловсруулалт, шингээлт, дахин шинэчлэл" гэсэн үндэсний шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн стратегийг дагаж мөрдөж, хэд хэдэн гол технологийг даван туулсан.лазер захиалгаар гагнах, 2006 оны 9-р сард Хятадын анхны бүрэн лазер захиалгаар гагнах үйлдвэрлэлийн шугамыг боловсруулж, хавтгай болон орон зайн муруйн лазер гагнуурыг хэрэгжүүлсэн робот лазер гагнуурын системийг амжилттай боловсруулсан. 2013 оны 10-р сард Хятадын гагнуурын мэргэжилтэн гагнуурын салбарын хамгийн өндөр эрдэм шинжилгээний шагнал болох Брүүк шагналыг хүртсэн. Гагнуурын хүрээлэн (TWI, Их Британи) нь жил бүр 120 гаруй орны 4000 гаруй гишүүн нэгжээс нэр дэвшигчдийг санал болгож, нэр дэвшүүлдэг бөгөөд эцэст нь гагнуур эсвэл холбох шинжлэх ухаан, технологи, түүнийг үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд оруулсан онцгой хувь нэмрийг нь үнэлж нэг мэргэжилтэнд энэхүү шагналыг олгодог. Энэхүү шагнал нь зөвхөн Гун Шуйли болон түүний багийн хүлээн зөвшөөрөлт төдийгүй материал холбох технологийн дэвшлийг дэмжихэд AVIC-ийн үүргийг баталгаажуулж байна.
## Бүтцийн параметрүүд
### Ажлын тоног төхөөрөмж Энэ нь оптик осциллятор болон осцилляторын хөндийн хоёр үзүүрт байрлах тольнуудын хооронд байрлуулсан орчноос бүрдэнэ. Орчныг өндөр энергийн төлөвт өдөөхөд фазын доторх гэрлийн долгион үүсгэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь хоёр үзүүрт байрлах тольнуудын хооронд урагш хойш тусч, фотоэлектрик нэгтгэх эффект үүсгэдэг. Энэ нь гэрлийн долгионыг олшруулж, хангалттай энерги авахад лазер ялгардаг. Лазерыг мөн цахилгаан энерги, химийн энерги, дулааны энерги, гэрлийн энерги эсвэл цөмийн энерги зэрэг анхдагч энергийн эх үүсвэрийг тодорхой оптик давтамжийн (хэт ягаан туяа, харагдах гэрэл эсвэл хэт улаан туяаны гэрэл) цахилгаан соронзон цацрагийн туяа болгон хувиргадаг төхөөрөмж гэж тодорхойлж болно. Энэхүү хувиргалтыг тодорхой хатуу, шингэн эсвэл хийн орчинд хялбархан хийж болно. Эдгээр орчинг атом эсвэл молекул хэлбэрээр өдөөх үед бараг ижил фазтай, бараг нэг долгионы урттай гэрлийн туяа үүсгэдэг - лазер. Фазын доторх шинж чанар болон нэг долгионы урттай тул дивергенцийн өнцөг нь маш бага бөгөөд гагнах, зүсэх, дулааны боловсруулалт зэрэг функцийг гүйцэтгэхийн тулд өндөр төвлөрөлтэй болохоосоо өмнө хол зайд дамжуулж болно. ### Лазерын ангилал Гагнуурын ажилд голчлон хоёр төрлийн лазер ашигладаг бөгөөд энэ нь CO₂ лазер болон Nd:YAG лазер юм. CO₂ лазер болон Nd:YAG лазер хоёулаа нүдэнд үл үзэгдэх хэт улаан туяаны гэрэл юм. Nd:YAG лазерын үүсгэсэн туяа нь голчлон 1.06μм долгионы урттай ойрын хэт улаан туяаны гэрэл юм. Дулаан дамжуулагч нь энэ долгионы урттай гэрлийг харьцангуй өндөр шингээх чадвартай бөгөөд ихэнх металлын хувьд ойлтын түвшин 20%-30% байдаг. Ойрын хэт улаан туяаны туяаг стандарт оптик линз ашиглан 0.25 мм диаметртэй фокуслах боломжтой. CO₂ лазерын туяа нь 10.6μм долгионы урттай холын хэт улаан туяаны гэрэл юм. Ихэнх металлууд энэ төрлийн гэрлийн ойлтын түвшин 80%-90% байдаг тул туяаг 0.75-1.0 мм диаметртэй фокуслахын тулд тусгай оптик линз шаардлагатай байдаг. Nd:YAG лазерын хүч ерөнхийдөө 4,000-6,000Вт хүрч чаддаг бөгөөд хамгийн их чадал нь одоо 10,000Вт хүрсэн байна. Үүний эсрэгээр CO₂ лазерын хүч нь 20,000Вт буюу түүнээс ч дээш хүрч чаддаг. Өндөр хүчин чадалтай CO₂ лазерууд нь түлхүүрийн нүхний нөлөөгөөр өндөр ойлтын асуудлыг шийддэг. Гэрлийн толбоны цацраг туяагаар цацруулсан материалын гадаргуу хайлахад түлхүүрийн нүх үүсдэг. Уураар дүүрсэн энэхүү түлхүүрийн нүх нь хар биетэй адил бөгөөд туссан гэрлийн бараг бүх энергийг шингээдэг. Түлхүүрийн нүхний доторх тэнцвэрт температур ойролцоогоор 25,000°C хүрч, ойлтын чанар хэдхэн микросекундын дотор хурдан буурдаг. Хэдийгээр CO₂ лазерын хөгжлийн гол анхаарал нь тоног төхөөрөмжийн хөгжил, судалгаанд төвлөрсөөр байгаа ч хамгийн их гаралтын чадлыг нэмэгдүүлэх тухай биш, харин цацрагийн чанар болон фокуслах гүйцэтгэлийг хэрхэн сайжруулах тухай юм. Үүнээс гадна, 10 кВт-аас дээш хүчин чадалтай CO₂ лазер гагнуурын хамгаалалтын хий болгон аргоныг ашиглахад ихэвчлэн хүчтэй плазм үүсгэдэг бөгөөд энэ нь нэвтрэлтийн гүнийг бууруулдаг. Тиймээс плазм үүсгэдэггүй гелийг өндөр хүчин чадалтай CO₂ лазер гагнуурын хамгаалалтын хий болгон ашигладаг. Өндөр хүчин чадалтай Nd:YAG талстуудыг өдөөхөд диод лазерын хослолыг ашиглах нь чухал судалгаа, хөгжүүлэлтийн сэдэв бөгөөд энэ нь лазерын цацрагийн чанарыг ихээхэн сайжруулж, илүү үр ашигтай лазер боловсруулалт хийх боломжийг олгоно. Ойрын хэт улаан туяаны бүсэд лазерыг өдөөх, гаргахад шууд диодын массивыг ашигласнаар дундаж чадал 1 кВт, фотоэлектрик хувиргалтын үр ашиг бараг 50% хүрсэн. Диодууд нь мөн урт хугацааны ашиглалтын хугацаатай (10,000 цаг) бөгөөд энэ нь лазерын тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулахад тусалдаг. Диодоор шахдаг хатуу төлөвт лазер (DPSSL) тоног төхөөрөмжийн хөгжил мөн урагшилж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 27
