Boortoepassingen in de lucht- en ruimtevaart - vezellasers
De voordelen van fiberlasers liggen voor de hand in vergelijking met Nd: YAG gepulseerde lasers. Ten eerste is de pompbron van de fiberlaser een diode in plaats van een flitslamp, zodat deze een perfecte blokgolf kan vormen. Ten tweede is de met flits gepompte Nd: YAG-laser langzamer en langzamer, dus er is altijd een deel van de laserenergie lager dan de verdampingsdrempel van het doelgebied. Dit deel van de energie zal het materiaal smelten, waardoor de thermische barrièrecoating loslaat. Om aan de specificaties van de hergroepering te voldoen, moet de pulsperiode minder dan 1 ms bedragen. Op dit punt hebben vezellasers een absoluut voordeel omdat ze blokgolfvormen genereren, zodat het gebruik van 10 ms-pulsen kan voldoen aan de specificaties van luchtvaartapparatuur voor herschikking en kraken.
We gebruiken de verbrandingskamer om te illustreren. Bij gebruik van pulsboringen zal de verbrandingskamer tijdens het boorproces meerdere keren parallel draaien. In dit geval zijn 5 pulsen vereist voor het boren, en 2 gaten worden gebruikt om de waaiervormige gaten te vormen. Gewoonlijk is de maximale herhalingssnelheid van deze laser 10 pulsen / seconde. De fiberlaser kan een waaiervormig gat vormen met één lange puls. Als dezelfde pulsperiode en pulsenergie als de Nd: YAG-laser worden gebruikt, kan de snelheid maximaal 10 keer zijn. Dezelfde boorkwaliteit kan worden bereikt met ofwel enkele of twee lange pulsen of meerdere pulsen. Bovendien kan de fiberlaser de pulsperiode ook aanpassen na het boren en boren, in plaats van steeds meerdere pulsen te gebruiken, wat schade aan het lichaam helpt voorkomen.
Vezellasers worden gekenmerkt door een output met vlakke topmodus, terwijl Nd: YAG-lasers ongeveer Gaussiaans zijn. Daarom overschrijdt dankzij de flat-top modus, de eerste alle de verdampingsdrempel, terwijl de laatste een aanzienlijk deel onder de drempelwaarde heeft. Studies hebben aangetoond dat vezellasers minder energie nodig hebben om hetzelfde booreffect onder dezelfde omstandigheden te bereiken. De reden is Square Wave + Flat Top-modus. Het is ook vanwege deze eigenschap dat vezellasers efficiënter boren en minder thermische schade hebben. Minder thermische schade zal resulteren in een verbeterde coating peeling en herschikking.
Een van de redenen waarom Nd: YAG-lasers veel aandacht hebben gekregen, is de unieke eigenschap van bundeldivergentie, waarvan de puntgrootte kan veranderen met toenemend of afnemend vermogen, en de gewenste diafragmaopening kan worden bereikt door opnieuw te focussen. Sommige Nd: YAG-lasers integreren een interne focustelescoop om de divergentiehoek van de bundel te veranderen, maar deze aanpassing vereist dat de operator een hoge mate van professionaliteit, tijdrovende en correcte parameters heeft, dus veel mensen zijn niet optimistisch. Deze methode. Op dit punt is de fiberlaser precies het tegenovergestelde, omdat de focusvorm perfect rond is, dus er is geen verandering wanneer het vermogen wordt verhoogd of verlaagd en als een schaalbare telescoop in het systeem wordt geplaatst, wijzigt u direct de grootte van de gerichte vlek tijdens het boren van de vlucht. Het bereik is meestal 3-1.
Vezellasers zijn veel flexibeler dan Nd: YAG-lasers, vooral omdat de hoge-responsdioden van de eerste de pulsperiode en het vermogen tijdens het boren van de vlucht kunnen veranderen, waardoor operators verschillende vermogensgroottes en pulsperioden kunnen creëren. De vereiste pulssequentie. Gebruik bijvoorbeeld lage pulsen, korte pulsen en verhoog vervolgens het vermogen en de puls volgens de volgorde, afhankelijk van de specifieke boorvereisten. Omdat de fiberlaser de spotgrootte en pulsperiode (slechts 10 μs) kan aanpassen terwijl het kilowatt-niveau een hoog piekvermogen levert, is slechts één machine voldoende.
Bij gebruik van de perforatie-technologie kan de fiberlaser tot 10 keer sneller worden verwerkt dan de met een lamp gepompte Nd: YAG gepulseerde laser. Niet alleen dat, maar in het geval van boren op de vlucht, kunnen fiberlasers ook worden omgezet in een continu vermogen tot 2 kW voor snel snijden. Deze gegevens kunnen voor sommige verbrandingskamerontwerpen verder worden verbeterd. Kort samengevat, gepulseerde vezellasers zijn ideaal voor het snijden van dikkere platen en boortoepassingen met hoge snelheid.
