Có nhiều loại vật liệu có thể cắt bằng máy cắt laser: từ gỗ đến nhựa, từ thép đến gốm sứ.
Hãy cùng xem xét phạm vi rộng lớn của các ứng dụng cắt laser:
Hàng không và Vũ trụ
Công nghệ hàng không và công nghệ cắt laser luôn có mối liên hệ chặt chẽ. Hãy nhớ rằng, Boeing là một trong những công ty đầu tiên sử dụng công nghệ cắt laser cho động cơ của mình vào những năm 1.
Hàng không và du hành vũ trụ thực sự đặt ra những yêu cầu cao nhất về vật liệu và công nghệ: động cơ hiện đại cần đạt được hiệu suất ngày càng cao hơn, đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Sử dụng vật liệu có độ bền được cải thiện và mật độ giảm là cách hiệu quả nhất để đạt được mục tiêu này, và công nghệ xử lý vật liệu bằng laser đã được chứng minh là phù hợp với những tham vọng này.
Trong hàng không và vũ trụ, công suất của laser nằm trong khoảng từ vài trăm watt đến vài nghìn watt. Chúng được sử dụng để cắt và hàn nóng chảy các tấm hợp kim và siêu hợp kim, khoan lỗ sâu cho động cơ tua-bin, sửa chữa cánh quạt cho động cơ máy bay tua-bin khí, khoan nhanh các tấm chống đóng băng và xử lý nhiệt bề mặt. Nhờ những kỹ thuật này, động cơ có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ cao.
Ngành hàng không và vũ trụ hiện nay thậm chí còn sử dụng máy cắt laser siêu nhanh. Có hai loại laser siêu nhanh: pico giây (1x10-12 giây) và femto2nd (1x10-12 giây). Độ dài xung cực ngắn của chúng cung cấp công suất cực đại lên đến hàng giga watt, cho phép hầu hết mọi loại vật liệu bị phá vỡ ngay lập tức dưới tác động của tia laser.
Lời khuyên:
• Cải thiện độ bền của vật liệu nhưng làm giảm mật độ của nó.
• Quá trình xử lý rất linh hoạt: bằng cách điều chỉnh các thông số laser, nhiều nhiệm vụ như cắt, khoan, hàn và ốp có thể được thực hiện bằng một máy duy nhất.
Tấm quang điện
Việc chế tạo các tấm pin quang điện đòi hỏi nhiều lớp vật liệu dẫn điện và quang hoạt mỏng. Các lớp này sau đó được cấu trúc, khoan và nối cáp lại với nhau.
Laser được sử dụng để loại bỏ cạnh trên các tế bào quang điện màng mỏng. Để bảo vệ các mô-đun quang điện màng mỏng khỏi bị ăn mòn và đoản mạch dài hạn, hệ thống lớp phủ ở cạnh của mô-đun được loại bỏ và ép thành nhiều lớp. Vào những năm 2000, toàn bộ ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã chuyển sang sử dụng laser để loại bỏ phần vật liệu bán dẫn vài milimét này khỏi các cạnh của tấm wafer silicon, nếu không sẽ dẫn đến đoản mạch không mong muốn xung quanh các cạnh.
Trong quá trình này, chùm tia laser hoạt động với tốc độ hơn 700 mm/giây, với nguy cơ đoản mạch rất thấp. Phương pháp này đáng tin cậy hơn nhiều so với bất kỳ kỹ thuật nào khác trên thị trường hiện nay, tốt hơn cả phương pháp phun cát chẳng hạn.
Hoạt động thứ hai được thực hiện thành công bằng laser khi chế tạo tấm pin mặt trời là khoan pin mặt trời. Laser hoạt động không tiếp xúc và có thể vào vị trí rất nhanh mà không tạo ra bất kỳ điện tích cơ học nào. Hàng ngàn lỗ có thể được khoan trong một giây.
Lời khuyên:
• Tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời cực kỳ nhỏ và chính xác.
• Giá rẻ.
• Rất ít tốn thời gian.
• Dễ dàng tích hợp vào dây chuyền sản xuất.
• Không tiếp xúc, chính xác và an toàn trong quá trình thực hiện.
• Nguy cơ xảy ra hiện tượng đoản mạch rất thấp.
• Đáng tin cậy hơn nhiều so với bất kỳ kỹ thuật nào khác hiện có trên thị trường.
Thời trang
Trước đây, công nghệ cắt laser chỉ dành riêng cho các thiết kế haute couture, nhưng giờ đây, công nghệ này đã dễ dàng tiếp cận hơn với các nhà sản xuất. Lụa và da cắt laser ngày càng phổ biến trong các bộ sưu tập thời trang may sẵn hoặc tại các nhà bán lẻ như Topshop hay ASOS.
Nhìn chung, cắt laser hiệu quả nhất trên vải tổng hợp; nhựa trong các loại vải này tan chảy trong quá trình cắt, tạo ra đường viền kín khít, hoàn hảo, không bị sờn. Ngược lại, vải tự nhiên bị hư hại nhẹ do nhiệt độ của tia laser, giữ chặt các sợi vải. Điều này thường dẫn đến việc mép cắt bị đổi màu, ngay cả khi có thể điều chỉnh tùy thuộc vào loại vải và cường độ tia laser để có thể loại bỏ bất kỳ vết hằn nào.
Laser cũng hoạt động rất tốt trên da. Ví dụ, nhà thiết kế và thợ làm yên ngựa người Pháp Hermès đã mua một số máy laser trong xưởng của mình và sử dụng chúng để cắt các mảnh da thuộc. Nhờ công nghệ chính xác này, giờ đây, những người thợ thủ công có thể cắt bốn đến năm chiếc túi trên một tấm da mà không làm mất đi nhiều vật liệu quý giá và đắt tiền như khi cắt bằng lưỡi dao.
Lời khuyên:
• Độ chính xác cao.
• Cắt laser sạch sẽ.
• Các mép vải được dán kín để tránh bị sờn.
• Một chiếc máy độc đáo có thể cắt nhiều loại vật liệu khác nhau: lụa, nylon, da, cao su tổng hợp, polyester, cotton...
• Cắt bằng tia laser không cần tác động lực lên vải, không có bộ phận nào trong quá trình cắt yêu cầu phải chạm vào vải.
• Không để lại vết hằn ngoài ý muốn trên vải, điều này đặc biệt có lợi cho các loại vải mỏng manh như lụa và ren.
Robot, Máy bay không người lái và Sản xuất điện tử
Máy cắt laser cung cấp giải pháp cắt hiệu quả cho hầu hết mọi vật liệu trong ngành công nghiệp điện tử.
Ví dụ, đối với thẻ MicroSD, cắt laser tiết kiệm chi phí gấp 3 lần so với cắt bằng tia nước với cùng hiệu suất. Tương tự như cắt laser bảng mạch. Khi sản xuất điện thoại di động và điện thoại thông minh, cắt laser là một công cụ mạnh mẽ trong mọi khía cạnh của ý tưởng. Laser cắt hộp nhựa, khoan lỗ trên bàn phím, cho các loại phích cắm khác nhau, khắc thương hiệu... Laser thậm chí còn được sử dụng để làm tan chảy miếng dán nhựa bảo vệ màn hình.
Máy bay không người lái và robot thường yêu cầu sử dụng phương pháp cắt laser đối với các linh kiện điện tử cũng như các bộ phận của thiết bị.
Lời khuyên:
• Độ lệch chùm tia bằng đầu quét cho phép cắt bất kỳ đường viền phức tạp nào có thể lập trình lại trong thời gian ngắn.
• Không giống như các quy trình cắt khác, tia laser không thể bị mài mòn, đảm bảo chất lượng xử lý liên tục.
• Các cạnh được dán kín và gọn gàng.
