Остання редакція: 2019-05-03
Анотація
Метою виконання даної проектно-дослідної роботи були розрахунок потужності лазерного проміння; визначення можливих варіантів концентрації лазерного проміння на заготовці, що характеризується значною довжиною та малими поперечними розмірами, та проектування оптичної системи для здійснення пропонованого технологічного процесу. Основною вимогою до оброблюваної лазерним промінням поверхні заготовки є рівномірний термічний вплив.
До початку вибору можливих конструкційних рішень системи фокусування було проведено обчислення потужності лазерного проміння для опромінення оброблюваної поверхні заготовки.
Використовуючи вихідні дані визначено потрібну потужність лазерного проміння 26,3 кВт.
На базі цих розрахунків проведено аналіз можливих конструкційних рішень оптичної системи концентрації лазерного проміння на заготовці, що має малі поперечні розміри та рухається зі значною швидкістю.
Спроектована оптична система складається з трьох дзеркал – плоского, конічного та параболічного. Саме така конструкція дозволяю застосовувати лазерний пучок круглого поперечного перерізу для отримання на поверхні заготовки кільцевого розподілення сконцентрованого пучка. Враховуючи втрати енергії лазерного проміння на поверхнях дзеркал (близько 2 % на кожній дзеркальній поверхні), передбачено застосування охолоджувальної рідини (деіонізованої води), яка з тильної поверхні омиває дзеркала та забезпечує стабільний тепловий режим задля запобігання теплової деформації дзеркал, викривлення дзеркальної поверхні та погіршення концентрації пучка на оброблюваній поверхні.
Після проектування оптичної системи проведено уточнення потужності лазерного проміння, яка потрібна для досягнення бажаного результату та становить 28,5 кВт.
Таким чином, під час виконання даної проектно-дослідної роботи проведено розрахунок потрібної потужності лазерного проміння задля забезпечення опромінення заготовки зі специфічними параметрами; проведено аналіз можливих варіантів здійснення пропонованої технології та, на базі цього, спроектовано дзеркальну оптичну систему.