Môžu diamanty rezať laserom?
Áno, lasery dokážu rezať diamanty a táto technika je v diamantovom priemysle čoraz populárnejšia z niekoľkých dôvodov. Laserové rezanie ponúka presnosť, efektívnosť a schopnosť robiť zložité rezy, ktoré je ťažké alebo nemožné dosiahnuť tradičnými mechanickými metódami rezania.
Aká je tradičná metóda rezania diamantom?
Výzva v rezaní a pílení diamantov
Diamant, ktorý je tvrdý, krehký a chemicky stabilný, predstavuje významné výzvy pre procesy rezania. Tradičné metódy, vrátane chemického rezania a fyzikálneho leštenia, často vedú k vysokým mzdovým nákladom a chybovosti spolu s problémami, ako sú praskliny, triesky a opotrebovanie nástrojov. Vzhľadom na potrebu presnosti rezania na úrovni mikrónov tieto metódy zaostávajú.
Technológia laserového rezania sa objavuje ako vynikajúca alternatíva, ktorá ponúka vysokorýchlostné a vysokokvalitné rezanie tvrdých, krehkých materiálov, ako je diamant. Táto technika minimalizuje tepelný vplyv, znižuje riziko poškodenia, defektov, ako sú praskliny a odštiepky, a zlepšuje efektivitu spracovania. V porovnaní s manuálnymi metódami sa môže pochváliť vyššou rýchlosťou, nižšími nákladmi na vybavenie a zníženou chybovosťou. Kľúčovým laserovým riešením pri diamantovom rezaní jeDPSS (diódou pumpovaný pevný) Nd: YAG (neodymom dopovaný ytrium-hliníkový granát) laser, ktorý vyžaruje 532 nm zelené svetlo, čím sa zvyšuje presnosť a kvalita rezu.
4 Hlavné výhody laserového diamantového rezania
01
Bezkonkurenčná presnosť
Laserové rezanie umožňuje extrémne presné a zložité rezy, čo umožňuje vytváranie zložitých návrhov s vysokou presnosťou a minimálnym odpadom.
02
Efektívnosť a rýchlosť
Proces je rýchlejší a efektívnejší, výrazne skracuje výrobné časy a zvyšuje priepustnosť pre výrobcov diamantov.
03
Všestrannosť v dizajne
Lasery poskytujú flexibilitu pri vytváraní širokej škály tvarov a vzorov, prispôsobujúc sa zložitým a jemným rezom, ktoré tradičné metódy nedokážu dosiahnuť.
04
Vylepšená bezpečnosť a kvalita
Pri laserovom rezaní je znížené riziko poškodenia diamantov a nižšia šanca na zranenie operátora, čo zaisťuje vysokokvalitné rezy a bezpečnejšie pracovné podmienky.
DPSS Nd: YAG laserová aplikácia pri diamantovom rezaní
DPSS (Diódou pumpovaný Solid-State) laser Nd:YAG (Neodymom dopovaný Yttrium Aluminium Garnet), ktorý produkuje frekvenčne zdvojnásobené 532 nm zelené svetlo, funguje prostredníctvom sofistikovaného procesu zahŕňajúceho niekoľko kľúčových komponentov a fyzikálnych princípov.
- * Tento obrázok vytvorilKkmurraya je licencovaný pod GNU Free Documentation License, Tento súbor je licencovaný podCreative Commons Attribution 3.0 Unportedlicenciu.
- Nd:YAG laser s otvoreným vekom ukazuje frekvenčne zdvojnásobenú 532 nm zelené svetlo
Princíp činnosti lasera DPSS
1. Čerpanie diód:
Proces začína laserovou diódou, ktorá vyžaruje infračervené svetlo. Toto svetlo sa používa na "pumpovanie" kryštálu Nd:YAG, čo znamená, že excituje ióny neodýmu zabudované v kryštálovej mriežke ytria hliníka a granátu. Laserová dióda je naladená na vlnovú dĺžku, ktorá zodpovedá absorpčnému spektru iónov Nd, čím sa zabezpečuje efektívny prenos energie.
2. Kryštál Nd:YAG:
Kryštál Nd:YAG je médium aktívneho zisku. Keď sú ióny neodýmu excitované čerpajúcim svetlom, absorbujú energiu a prechádzajú do vyššieho energetického stavu. Po krátkom čase tieto ióny prechádzajú späť do stavu s nižšou energiou a uvoľňujú svoju uloženú energiu vo forme fotónov. Tento proces sa nazýva spontánna emisia.
[Prečítajte si viac:Prečo používame Nd YAG kryštál ako médium zisku v DPSS laseri? ]
3. Inverzia populácie a stimulovaná emisia:
Aby došlo k pôsobeniu lasera, musí sa dosiahnuť inverzia populácie, kde je viac iónov v excitovanom stave ako v stave s nižšou energiou. Keď sa fotóny odrážajú tam a späť medzi zrkadlami laserovej dutiny, stimulujú excitované ióny Nd, aby uvoľnili viac fotónov rovnakej fázy, smeru a vlnovej dĺžky. Tento proces je známy ako stimulovaná emisia a zosilňuje intenzitu svetla v kryštáli.
4. Laserová dutina:
Laserová dutina typicky pozostáva z dvoch zrkadiel na každom konci kryštálu Nd:YAG. Jedno zrkadlo je vysoko reflexné a druhé je čiastočne reflexné, čo umožňuje, aby časť svetla unikla ako výstup lasera. Dutina rezonuje so svetlom a zosilňuje ho prostredníctvom opakovaných kôl stimulovanej emisie.
5. Zdvojnásobenie frekvencie (druhá harmonická generácia):
Na premenu svetla so základnou frekvenciou (zvyčajne 1064 nm vyžarovaného Nd:YAG) na zelené svetlo (532 nm) sa do dráhy lasera umiestni kryštál zdvojnásobujúci frekvenciu (ako je KTP - draselný titanylfosfát). Tento kryštál má nelineárnu optickú vlastnosť, ktorá mu umožňuje zobrať dva fotóny pôvodného infračerveného svetla a spojiť ich do jedného fotónu s dvojnásobnou energiou, a teda polovičnou vlnovou dĺžkou pôvodného svetla. Tento proces je známy ako druhá harmonická generácia (SHG).
6. Výstup zeleného svetla:
Výsledkom tohto zdvojnásobenia frekvencie je emisia jasne zeleného svetla pri 532 nm. Toto zelené svetlo sa potom môže použiť na rôzne aplikácie, vrátane laserových ukazovákov, laserových šou, fluorescenčnej excitácie v mikroskopii a lekárskych procedúr.
Celý tento proces je vysoko efektívny a umožňuje produkciu vysoko výkonného, koherentného zeleného svetla v kompaktnom a spoľahlivom formáte. Kľúčom k úspechu lasera DPSS je kombinácia média v pevnom stave (kryštál Nd:YAG), efektívneho pumpovania diód a efektívneho zdvojnásobenia frekvencie na dosiahnutie požadovanej vlnovej dĺžky svetla.
Služba OEM k dispozícii
Služba prispôsobenia je k dispozícii na podporu všetkých druhov potrieb
Laserové čistenie, laserové opláštenie, laserové rezanie a puzdrá na rezanie drahých kameňov.
