Lezione trasporto e focalizzazione fascio laser

k=costante di una generica distribuzione.

kg= costante di una distribuzione Gaussiana.

θ è molto piccolo perciò possiamo approssimarlo come

niente il rapporto tra df su f.

Più mi allontano dalla distribuzione gaussiana più d0

cresce inoltre le cose vanno meglio per sorgenti con

lunghezze d’onda basse.

Per avere massima irradianza nel punto di fuoco meglio avere lunghezze d’onda basse.

Perché voglio un d0 piccolo?

Nel taglio cerco di avere un d0 piccolo per avere un irradianza massima per poter avere una velocità di

lavorazione superiore, inoltre più l’utensile è piccolo e minore è il materiale asportato. d0 piccolo più è

focalizzato il fascio.

Nella marcatura voglio un d0 piccolo per aumentare la velocità di lavorazione, la velocità è il parametro

fondamentale della lavorazione. Il rapporto I su IG è uguale a 1 quando ho una distribuzione

gaussiana cioè M2=1.

Più mi allontano più aumenta il peso di M2 e vedo il suo e etto

sull’irradianza!

Immagino di imporre un irradianza soglia I*, sopra

questa soglia rimuovo materiale sotto no. La profondità

ma di campo de nisce lo spessore lavorabile quindi nel

e

e

a caso il punto di fuoco giaccia nel pezzo ho una

profondità di lavorazione pari a due volte pdc.

Se scelgo focali corte la profondità di campo è

penalizzata quindi devo trovare un compromesso su d0 per non peggiorare troppo pdc.

fa di della lente 1

focalizzazione

lunghezza fa

f

con

fa di della lente

focalizzazione 2

lunghezza AI

irradianza

soglia DISTANZA

Di

PUNTO

fa FUOCO

s

E

a t

fa

Se lavoro per vaporizzazione devo usare lunghezze focali corte per massimizzare l’irradianza a scapito

della profondità di campo pdc.

Mente se lavoro per fusione uso lunghezze focali lunghe perché aumenta lo spessore asportato a

scapito dell’ irradianza.

La f dipende dal tipo di lente scelta.

02

di

d z

z zo de lidojII

jI dfI

ditha

Izzo

i

do III

hola

d z ie

Ho sostituito

forma

La d

a L’interazione laser materia può essere descritta

da due punti di vista di erenti: sico e tecnologico.

Le onde mettono in vibrazione le particelle dotate di

carica (elettroni e protoni) del nostro materiale. Elettroni

sono più leggeri ma liberi mentre protoni più vincolati.

Materiali metalli gli elettroni sono più liberi di muoversi

rispetto agli elettroni della nuvola elettronica che

colpiscono gli atomi del reticolo cristallino mettendoli in

vibrazione. Maggiore è l’ampiezza di vibrazione maggiore è la temperatura raggiunta.

Del punto di vista tecnologico introduco coe cienti di assorbimento e trasmissione:

La percentuale e ri essa è assorbita dipende dalla

lunghezza d’onda, dalla nitura super ciale del materiale

e dal materiale lavorato. Più la nitura super ciale è

bassa più le nostre onde vengono ri esse.

Guardando la retta rossa, materiali metallici, notiamo

che abbiamo bassi coe cienti di assorbimento per

vari materiali

curve o alcune sorgenti più usate dal punto di vista industriale.

Per i non metalli, retta blu, andremo ad utilizzare la

sorgente che massimizza l’assorbimento CO2.

i Potrei trovare materiali polimerici lavorati con sorgenti

and:YAG perché sono stati addittivati di una sostanza che massimizza l’assorbimento.