Bài này được chép lại từ diễn đàn cũ
....................................................
Gia công kim cương bằng tia laser (loạt bài kỷ niệm sinh nhật diễn đàn)
Vật liệu kim cương và tinh thể cacbon có dạng kim cương có cấu trúc bền vững. Trong tất cả các vật liệu, kim cương cứng nhất so với các vật liệu đã biết trước đây.
Chế tạo và cắt kim cương được kết hợp bởi nhiều ứng dụng yêu cầu mức độ cao. Hầu hết chế tạo kim cương hiện nay đều sử dụng trong lĩnh vực đá quý và từ kim cương tự nhiên. Trước đây việc chế tạo kim cương dựa trên mài bằng kim cương bao gồm cưa, mài bóng. Tuy nhiên tia laser cũng được sử dụng trong công nghiệp kim cương để chia kim cương công nghiệp và phá tan những hư hỏng trên đá chạm bằng tia laser trên bề mặt kim cương qua hai bước: tạo dáng cơ bản trên bề mặt bằng chiếu tia lên bề mặt và làm tinh.
Người ta thường sử dụng tia laser Nd:YAG để cắt, khoan kim cương. Tuy nhiên tia laser cực tím phát xung quang lại thuận lợi cho dành cho đục bề mặt kim cương. Sử dụng laser cực tím nhỏ để cắt kim cương với độ sắc nét cao. Thấu kính kết hợp với tia laser nhỏ sẽ hội tụ trên bề mặt đá tạo ra hình dáng kim cương.
Nguồn năng lượng laser yêu cầu là một hàm của diện tích điểm tập trung laser trên bề mặt làm việc. Cường độ tia laser hội tụ cũng là tham số ảnh hưởng điểm nhỏ nhất. Với kích thước siêu nhỏ (mm) chỉ cần một vài mJ năng lượng laser đã dễ dàng gia công vật liệu kim cương. Tia laser KrF phóng ra 50 microJ tạo khe nứt 0,5 micromet sẽ tạo ra điểm 15 - 20 mocromet đường kính và tạo ra năng lượng 10 - 20 J/cm2.
Những tia laser này quét thông qua kính trên máy điều khiển tự động qua chương trình CAD/CAM.
Độ sâu được điều khiển bằng cách thay đổi tham số X và Y để di chuyển tia laser. Xung laser chiếu lên kim cương để tạo hình ảnh quét. Tia laser tạo ra xung 50 microJ trong khoảng 80 ns với tần số kích thích 2 kHz. Chi tiết gắn chặt trên bàn máy, bàn máy này điều khiển theo chương trình nạp sẵn có các cảm biến, động cơ servo. Điều khiển máy tính thông qua các chương trình CAD/CAM cho máy gia công laser cho phép cắt tạo ra bề mặt kim cương.
ME (tổng hợp)
....................................................
Gia công kim cương bằng tia laser (loạt bài kỷ niệm sinh nhật diễn đàn)
Vật liệu kim cương và tinh thể cacbon có dạng kim cương có cấu trúc bền vững. Trong tất cả các vật liệu, kim cương cứng nhất so với các vật liệu đã biết trước đây.
Chế tạo và cắt kim cương được kết hợp bởi nhiều ứng dụng yêu cầu mức độ cao. Hầu hết chế tạo kim cương hiện nay đều sử dụng trong lĩnh vực đá quý và từ kim cương tự nhiên. Trước đây việc chế tạo kim cương dựa trên mài bằng kim cương bao gồm cưa, mài bóng. Tuy nhiên tia laser cũng được sử dụng trong công nghiệp kim cương để chia kim cương công nghiệp và phá tan những hư hỏng trên đá chạm bằng tia laser trên bề mặt kim cương qua hai bước: tạo dáng cơ bản trên bề mặt bằng chiếu tia lên bề mặt và làm tinh.
Người ta thường sử dụng tia laser Nd:YAG để cắt, khoan kim cương. Tuy nhiên tia laser cực tím phát xung quang lại thuận lợi cho dành cho đục bề mặt kim cương. Sử dụng laser cực tím nhỏ để cắt kim cương với độ sắc nét cao. Thấu kính kết hợp với tia laser nhỏ sẽ hội tụ trên bề mặt đá tạo ra hình dáng kim cương.
Nguồn năng lượng laser yêu cầu là một hàm của diện tích điểm tập trung laser trên bề mặt làm việc. Cường độ tia laser hội tụ cũng là tham số ảnh hưởng điểm nhỏ nhất. Với kích thước siêu nhỏ (mm) chỉ cần một vài mJ năng lượng laser đã dễ dàng gia công vật liệu kim cương. Tia laser KrF phóng ra 50 microJ tạo khe nứt 0,5 micromet sẽ tạo ra điểm 15 - 20 mocromet đường kính và tạo ra năng lượng 10 - 20 J/cm2.
Những tia laser này quét thông qua kính trên máy điều khiển tự động qua chương trình CAD/CAM.
Độ sâu được điều khiển bằng cách thay đổi tham số X và Y để di chuyển tia laser. Xung laser chiếu lên kim cương để tạo hình ảnh quét. Tia laser tạo ra xung 50 microJ trong khoảng 80 ns với tần số kích thích 2 kHz. Chi tiết gắn chặt trên bàn máy, bàn máy này điều khiển theo chương trình nạp sẵn có các cảm biến, động cơ servo. Điều khiển máy tính thông qua các chương trình CAD/CAM cho máy gia công laser cho phép cắt tạo ra bề mặt kim cương.
ME (tổng hợp)