Aplikace kosmického vrtání - vláknové lasery
Výhody vláknových laserů jsou zřejmé ve srovnání s pulzními lasery Nd: YAG. Zaprvé, zdrojem vláknového laseru je dioda namísto zábleskové lampy, takže může tvořit dokonalou čtvercovou vlnu. Zadruhé, zábleskový Nd: YAG je pomalejší a pomalejší, takže vždy je část laserové energie nižší než práh odpařování cílové oblasti. Tato část energie roztaví materiál, což způsobí odlupování povlaku tepelné bariéry. Pro splnění specifikací přepracované vrstvy musí být doba pulsu kratší než 1 ms. V tomto bodě mají vláknové lasery absolutní výhodu, protože vytvářejí křivky se čtvercovými vlnami, takže použití 10ms pulzů může splňovat specifikace leteckých zařízení pro přepracování a praskání.
Pro ilustraci používáme spalovací komoru. Při použití pulzního vrtání se spalovací komora během vrtání několikrát paralelně otáčí. V tomto případě je pro vrtání zapotřebí 5 pulzů a pro vytvoření otvorů ve tvaru ventilátoru se používají 2 otvory. Obvykle je maximální rychlost opakování tohoto laseru 10 pulzů / sekundu. Vláknový laser může tvořit otvor ve tvaru ventilátoru s jedním dlouhým pulsem. Pokud je použita stejná perioda pulsu a pulzní energie jako Nd: YAG laser, rychlost může být až 10 krát. Stejné kvality vrtání lze dosáhnout buď jedním nebo dvěma dlouhými pulsy nebo více pulsy. Kromě toho může vláknový laser také nastavit dobu pulsu po vrtání a vrtání, namísto použití více pulzů po celou dobu, což pomáhá vyhnout se poškození těla.
Vláknové lasery jsou charakterizovány výstupem s plochou špičkou, zatímco lasery Nd: YAG jsou přibližně Gaussovy. Díky režimu „flat-top“, první z nich proto překračuje práh vypařování, zatímco druhý má významnou část pod prahem. Studie ukázaly, že vláknové lasery vyžadují méně energie pro dosažení stejného vrtacího účinku za stejných podmínek. Důvodem je čtvercová vlna + plochý režim. Je to také proto, že vláknové lasery jsou účinnější při vrtání a mají menší tepelné poškození. Méně tepelného poškození bude mít za následek lepší odlupování a přepracování povlaků.
Jedním z důvodů, proč Nd: YAG lasery dostaly mnoho pozornosti, je jedinečná vlastnost divergence paprsku, jejíž velikost bodu se může měnit se zvyšujícím se nebo klesajícím výkonem, a požadované clony lze dosáhnout opětovným zaostřením. Některé Nd: YAG lasery integrují interní zaostřovací dalekohled, který mění divergenci úhlu paprsku, ale toto nastavení vyžaduje, aby operátor měl vysoký stupeň profesionality, časově náročných a správných parametrů, takže mnoho lidí není optimistických. Tato metoda. V tomto okamžiku je vláknový laser přesně opačný, protože jeho tvar zaostřování je dokonale kulatý, takže při zvýšení nebo snížení výkonu a v případě, že je do systému umístěn škálovatelný dalekohled, nedochází ke změně, přímo změňte velikost obrazu. zaměřené místo během vrtání za letu. Rozsah je obvykle 3-1.
Vláknové lasery jsou mnohem flexibilnější než lasery Nd: YAG, hlavně proto, že diody s vysokou odezvou mohou měnit dobu pulsu a výkon během vrtání za letu, což umožňuje operátorům vytvářet různé velikosti výkonu a pulsní periody. Požadovaná sekvence impulzů. Použijte například nízký výkon, krátké pulsy a pak zvyšujte výkon a puls podle pořadí v závislosti na konkrétních požadavcích na vrtání. Vzhledem k tomu, že vláknový laser může nastavit velikost bodu a pulsní periodu (až 10 μs) a zároveň poskytuje špičkový výkon na úrovni kilowattů, postačuje pouze jeden stroj.
Při použití technologie děrování může být vláknový laser zpracováván až desetkrát rychleji než pulzní laser Nd: YAG, který je čerpán lampou. Nejen to, ale v případě letového vrtání mohou být vláknové lasery také převedeny na nepřetržitý výkon až 2 kW pro vysokorychlostní řezání. Tato data mohou být dále vylepšena pro některé konstrukce spalovacích komor. Stručně řečeno, pulzní vláknové lasery jsou ideální pro řezání silnějších desek a vysokorychlostních vrtacích aplikací.
