LASER BEAM MACHINING

1
LASER BEAM MACHINING

• Doç.Dr. Fehmi ERZINCANLI
• Tasarim ve Imalat Mühendisligi Bölümü
• 2008

2
LAZER NEDIR ?

• Sözcük olarak lazer Light Amplification by
  the Stimulated Emission of Radiation
• "( Uyarilmis Isima Yoluyla Isik Dalgasinin
  Genliginin Kuvvetlendirilmesi ) cümlesindeki
  kelimelerin bas harfinin alinarak
  kisaltilmasidir.

3
LAZER ILKELERI

• Sogurma (Absorption)
• Temel halde bulunan atomlarin foton sogurarak
  enerji seviyelerini yükseltmesidir.

4
Kendiliginden Isima (Spontaneous Emission)

• Yüksek seviyeli (E2 ) bir atomun,
  kendiliginden foton yayip enerjisini (E1 )
  düsürmesidir.

5
Uyarilarak Isima (Stimulated Emission)

• Yüksek seviyeli bir atom foton zorlamasi ile,
  düsük seviyeye geçer. Böylece elektron ayni dalga
  boyunda bir foton yayar ve iki foton da atomdan
  uzaklasir.

6
Lazer

• Her elementin atom yapisinda yalniz o elemente
  özgü olan elektron yerlesim düzeni vardir yani o
  elementteki atomlarin elektronlari kararli
  yörüngeleri olan belli bir enerji düzeyinde
  bulunurlar.
• Yörüngelerinde kararli olarak bulunan
  elektronlarin, disaridan gelen bir enerji ile
  uyarilip bir üst yörüngeye çikarak tekrar eski
  kararli konumuna dönmesi sirasinda aldigi
  enerjiyi disari salma islemi laserin ana
  prensibini olusturmaktadir.

7
Lazer

• Laser kaynagi olarak kullanilan malzemenin
  (kristal, gaz, sivi) yapisini olusturan atomlarin
  en son yörüngelerindeki elektronlari disaridan
  enerjilendirilerek bir üst yörüngeye çikmasi
  saglanir.
• Verilen enerji kesildigi zaman elektron tekrar
  kararli konumuna geçer (bir alt yörüngeye düser).

8
Lazer

• Bu sirada kazanmis oldugu enerjiyi foton seklinde
  yayar.
• Yayilan bu enerji laser kaynaginin iki tarafinda
  bulunan yansitmali aynalar vasitasi ile kendi
  ortaminda döndürülür.
• Bu islem elektronlarin tekrar tekrar uyarilmasi
  ile devam eder.

9
Kati lazerler

• Zenginlestirilmis (Doped) kati malzemeden
  yapilanlar (Ruby NdYAG Er-Glass)
• Kati lazerlerin en çok kullanilan malzemeleri
  Ruby (yapay yakut) kristali veya Neodymiumla
  zenginlestirilmis camsi (Silisyum oksit bazli)
  kristallerdir.

10
Gaz laserler

• Gaz laserleri asagidaki gibi siniflandirabilir.
• a. Atom laserler    . Asal gaz
  (He,Kr,Ne,Ar,Xe)    . Metal buhari
  (Pb,Sn,Zn,Cd)b. Iyon laserler    . Asal
  elementli (He, Kr, Ne, Ar, Xe)    . Metal
  buharli (Pb, Sn, Zn, Cd)c. Molekül laserler
  (CO, CO2, N2, CH3F,)

11
Gaz laserler

• Silindirik cam veya kuartz tüp içerisine
  yerlestirilen asal gazlar, gaz karisimlari ve
  metal buharlari gaz lazerlerini üretmek için
  kullanilirlar.
• Gaz lazerler ultraviyole isik, elektron
  tabancasi, elektrik akimi ve kimyasal
  reaksiyonlar kullanilarak pompalanmaktadir.
• Helyum-Neon gaz lazeri yüksek frekans sabitligi
  (saf rengi ) ve en az dagilma olan isin demetine
  sahiptir. Karbondioksit lazeri (dalga boyu
  10,6µm.) tesirli ve sürekli güç alinabilen
  lazerdir.

12
Sivi Laserler (Rhodamine 6G, 4-methylum
belliferone,)

• Sivi Laserler organik boyalarin solventler
  içerisinde seyreltilerek yapilan solüsyonlardan
  olusmustur.
• Sivi Laserler her hangi bir laser kaynagi ile
  enerjilendirilerek meydana getirilebilir.
• Digerlerine göre en önemli fark ise tek bir dalga
  boyu yerine kullanilan maddeye bagli olarak
  belirli bir spektrumda istenen dalga boyuna
  ayarlanarak çalismasidir.

13
LAZER ÇESITLERI
14
Tersine Birikim (Population Inversion)

• Uyarilma sartlarinda Atom sadece yükselme
  yapabilir. Atomlarin çogunluk olarak bulundugu
  yerlerde yükselme mümkün olabilir.
• Eger uyarilmis atomlarin sayisi, temel durumda
  bulunanlari asmis ise bu Tersine Birikim
  olarak ifade edilir.
• Lazer uygulamasini yapabilmek için atomlarin
  yüksek seviyede (uyarilmis haldeki çok sayida
  atomun varligi) olmasi gerektigidir.

15
LAZER BILESENLERI

• 1-Lazer Aktif Maddesi
• 2-Pompalama Kaynagi
• 3-Resonatör

16
RESONATÖR

• Pompa kaynagi kimyasal enerji veya
  elektromagnetik indükleme ile isima için lazer
  ortamini uyarir.

17
LAZER ISINININ ÖZELLIKLERI

• Lazer isini herhangi bir isik kaynagindan daha
  yogun ve siddetlidir.
• Bazi lazerlerin siddetine ulasmak için bir cisim
  1030 Kelvinne kadar (oC 273) isitilmali ki o
  yogunlukta isik yaysin.
• Bir lambadaki tungsten 3000 Kelvin, günes ise
  yalniz 108 Kelvin sicakligindadir.

18
LAZER ISINININ ÖZELLIKLERI

• 2. Laser isinini diger isik kaynaklarindan
  yayilan isinlardan ayiran en önemli özelligi
  isininin dagilamaz ve yönlendirilebilmesidir.
• Bu özelligi mesafe ölçme ve fiber optik
  teknolojisini gelistirmistir.
• Dalga boyunun küçük olmasi da dagilmayi
  azaltmaktadir.

19
LAZER ISINININ ÖZELLIKLERI

• 3. Laser cihazi tek renkli isik üretir (Kirmizi
  veya yesil gibi)
• 4. Q anahtarlamasi olarak bilinen teknikle, isik
  üretimi bir süre ertelenirse, cihazda güç
  birikimi olmaktadir. Aniden bosalan isigin gücü 1
  milyar watti asabilir.
• 5. Frekans dagilim araligi, frekansinin bir
  milyonda biri civarindadir. Ayni anda birçok
  bilgi bir yerden baska yere gönderebilir.

20
LAZER ISINININ ÖZELLIKLERI

• 6. Laser isini dagilmaz oldugundan kisa darbeler
  halinde yayinlanabilmesi mümkündür.
• 7. Son derece düzgün bir isiktir ve çok az sapar.
  Bir keresinde Dünyadan gönderilmis olan lazer
  isini Apollo 11in Aya biraktigi bir aynadan
  yansiyip hiç sapmadan geri dönmüstür. Isigin bu
  seyahatinde aldigi toplam yol 750.000 km idi.

21
LAZER ISIGININ ZARARLARI

• Lazer isigi ile ugrasanlarda göz ve deri sürekli
  isik ile temasta oldugu için saglik açisindan
  tehlike söz konusudur.
• Özellikle göz, lazer isigindan en fazla etkilenen
  organdir. Göz, 0.4 - 1.4 ? dalga boyundaki isigi
  almaktadir.

22
LAZERIN UYGULAMA ALANLARI

• Endüstride kullanildigi operasyonlarin
  baslicalari
• KESME (CUTTING)
• KAYNAK (WELDING)
• DELME (DRILLING)
• YÜZEY DEGISIKLIGI (SURFACE MODIFICATION )
• YAZI YAZMA VE MARKALAMASCRIBING (AND MARKING )

23
KESME (CUTTING)

• Kesme isleminde sürekli dalga(CW) ve (Pulse)
  Nabizli kullanilmaktadir.
• Kisaca CO2 lazerlerin CW (sürekli dalga biçimi)
  daha kalin metaller için kullanilir (Pulse)
  Nabizli biçimi daha ince metaller için
  kullanilir.

24
KESME (CUTTING)

• Nabizli yüksek güçlü Nd YAG lazerler süper
  alasimli metalleri kesmek için kullanilir.
• Çogunlukla kesme islemleri daha hizli kesme
  oranlarindan dolayi CO2 lazer ile yapilmaktadir.

25
CO2 GAZ LAZERLER

• CO2 Lazerler her iki 10.6 mikron veya 9.4 mikron
  dalga boyundaki kizil ötesi isinlar yaymak için
  tasarlanmistir.
• CO2 Lazerleri aktif maddesi olarak karbondioksit
  gazi kullanirlar.
• Karbondioksite ek olarak, Ayni zamanda Lazer gazi
  karisimi Nitrojen ve Helyum içerir.
• Bu gazlarin tam olarak belirlenmis karisim
  oranlari (CO2 N2He 1316) dir.

26
Resonatordeki Bu Gazlarin Osilasyonun
Olusumundaki Islevi

• N2 Baslangiçta nitrojen parçaciklari enerji
  uyarilmasini saglar.
• CO2 Uyarilmis durumdaki nitrojen parçaciklari
  enerjilerini karbondioksit parçaciklarina
  transfer ederler.
• Uyarilmis haldeki enerji yüklü karbondioksit
  parçaciklari kismen yayilmasi ile lazer isini
  gönderilir.
• He Helyum parçaciklari, arta kalan
  karbondioksit parçacilarindan uyarilmis enerjiyi
  sogurarak isiya çevirir. CO2 parçacilari ilk
  hallerine döner.
• Osilasyon bu sekilde devam eder.

27
Resonatör

• Lazer isiginin olustugu bir tarafindan tam sirli
  ve diger tarafindan yari sirli aynalarla
  kapatilmis vakum ortamidir.
• Lazer isini olusturmak için herhangi bir islem
  yapilmadan önce resonatorun ortami vakumlanarak
  basinç yaklasik olarak 5 hektopascala düsürülür.
  
• Daha sonra ortama saf gaz karisimi 200 m/sn hizla
  verilir ve ortamin basinci 110-120 hektopascal
  degerlerine çikarilarak çalisma basinci saglanir.
  
• Bu islemden sonra ortam uyarilarak (indüklenerek)
  lazer isini olusumu baslar.

28
Resonatör Aynalari

• Yari sirli aynanin geçirgenligi 47 ile 49
  arasinda degisir. Tam sirli aynanin esasinda
  isinlari hiç geçirmemesi istenir.
• Yalniz çok küçük degerlerde 99.97 gibi bir
  geçirgenlik orani saglanir.
• Buradan geçen 0.03lük isin degeri ölçülerek
  tezgah gücünün hesaplanmasinda kullanilir ve
  ekranda görüntülenir.

29
CO2 Lazerlerindeki Farklar

• 1. Gaz akis orani (gas flow rate)
• 2. Gaz akis yönü (gas flow direction)
• 3. Uyandirma (tahrik etme) metodu (method of
  excitation)
• 1. Gaz Akis Orani Gas flow rate
• a) Yavas akis (slow flow)
• b) Hizli akis (fast flow)

30
Gaz Akis Yönü Gas flow direction

• 1. Axial Flow (Eksenel Boyuna Akis )
• 2. Transverse Flow (Enine Akis )

Eksenel akis
Enine akis
31
Uyarilma (Tahrik etme ) Metodu

• 1. Direkt genel uyarilma (Direct current
  excitation)
• 2. Yüksek frekansli (Radyo frekansli) uyarilma
  (High frequency excitation)

32
Direkt Uyarilma

• 1. Gaz sarfiyati daha fazladir
• 2. Enerji tüketimi daha düsüktür.
• 3. Iç (Internal) optikler kullanilir.
• 4. Bakim gereksinimi fazladir.

33
Yüksek Frekansli Uyarilma

• 1. Resonator ortaminda saf gazdan baska herhangi
  bir sey bulunmaz
• 2. Gaz tüketimi düsüktür.
• 3. Enerji sarfiyatinin yüksek olmasi
  dezavantajdir.
• 4. Dis (External) optikler kullanilir.
• 5. Bakim gereksinimi çok azdir.

34
Isin Teleskopu ve Dis Optikler
35
Lensler

• Lenslerin odak uzunlugu ve odak uzunlugundaki
  isinin kesit çapi önemlidir.
• Malzemelerin özelligine göre kesim islemine
  baslanmadan önce lenslerin üzerine düsürülecek
  olan isinin çapi ayarlanir.

36
Kesme Islemi
37
Lazer Kesme Çesitleri

• 1. Buharlasma kesme (Sublimation cutting)
• 2. Eriterek kesme (Fusion cutting)
• 3. Yüksek Basinçli Lazer Kesme
• 4. Yakarak kesme (Flame cutting)

38
Buharlastirarak Kesme

• Eriyebilen her metal için kullanilabilir. Düzgün
  kesme kenarlari elde edilir.
• Is parçasi üstündeki sicaklik etkisi ve kesme
  kenari alanindaki sicaklik tesiri çok küçüktür
  (minimal).
• Kesme kenarinda oksitlenme olmaz.
• Bu nedenle parça daha sonra yapilacak olan
  islemler öncesinde (Örnegin Boyama, Kaynak vb.
  islemler) tekrar bir bitirme islemine gerek
  duyulmaz.

39
Sublimlesme kesimi

• Bu kesim tekniginde malzeme kesme hattinda
  buharlastirilir.
•         Gerekli olan enerji yogunlugu laser
  radyasyonunun uygun ayarlanmasi ve odaklamanin
  düzgün yapilmasi ile gerçeklestirilir.
• Kesme hattinin oksitlenmemesi için kesim
  sirasinda argon veya nitrojen kullanilir.
•         Sublimlesme kesim teknolojisi ile ahsap,
  kâgit, plastik türleri ve seramik gibi sivi fazi
  olmayan malzemeler islenir.

40
Buharlastirarak Kesme

• Süblimasyon kesme için yüksek lazer yogunlugu
  gerekir.
• Metallerin yüksek buharlasma enerjisinden dolayi,
  kesme hizi bagli olarak yavastir.
• Metaller için maksimum malzeme kalinligi 1mmden
  az olmalidir.

41
Laser Isini Ile Ergiterek Kesme

• Laser isininin yogun enerjisi ile malzeme
  ergitilir ve olusan erginti ve curuf, bölgeye
  püskürtülen bir gaz akisi ile kesme agzindan
  disari atilir veya buharlastirilir.
• Yanabilir malzemelerin kesilmesinde ve metallerin
  paslanmaksizin kesilebilmesinde inert veya
  reaksöyona girmeyen bir koruyucu gaz kullanilir.

42
Eriterek Kesme Fusion Cutting

• Malzemede buharlasmaya ihtiyaç duyulmadigindan
  süblimasyon kesmeden daha hizli kesme islemi
  yapilir.
• Yakarak kesme islemi ile karsilastirildiginda
  ulasilan kesme hizi daha düsüktür.
• Kesme kenarlarinda oksitlenmeden kaçinilmalidir.
  Örnegin Uygun kesme gazi kullanilarak metaller
  kesilmelidir.

43
Yüksek Basinçli Lazer Kesme

• Kesme kenarlari oksitlenmeden uzaktir.
• Paslanmaz çelikte kesme kenarlari çukur
  olusumundan uzaktir.
• 3mm kalinligin üzerindeki Alüminyum alasimlarinda
  çukur olusumu minimumdur.
• Parça islendikten sonra ek olarak temizleme
  islemine gerek yoktur.
• Yüksek gaz tüketimi olur.
• Kesme hizi yakarak kesme isleminden daha
  düsüktür.
• Yardimci gaz ile delip geçmeye engel olunur
  (malzemeye bagli olarak Oksijen delici gaz olarak
  tercih edilebilir.)
• Odak noktasi saç kalinligi ile degisir.

44
Yakarak Kesme Flame Cutting

• Lazer yakarak kesme ile eriterek veya süblimasyon
  kesmeden daha kalin malzemeler iselenebilir.
• Lazer yakarak kesme ile burada bahsedilen diger
  kesme metotlarindan daha yüksek kesme hizlarina
  ulasilabilir (Eriterek kesmenin iki veya üç kati)

45
Laser Isini Ile Yakarak Kesme

• Metalik malzeme, laser enerjisi ile yanma
  sicakligina kadar isitilir ve bölgeye püskürtülen
  oksijen ile yakilir. (Oksijen teknik
  arikliktadir)
• Yanma sonucu olusan ince ve akici curuf oksijen
  hüzmesi ile kesme agzindan disari süpürülür.
• Exotemik reaksiyon ilave bir enerjinin açiga
  çikmasina neden olur ki, kesme hizi bu nedenle
  daha da yükselir.
• Okside olan malzemelerde kesme hizinin bu nedenle
  10 misli yükseldigi görülür.
• Otojen yöntemi ile kesmede oldugu gibi burada da
  kesme agizlarinin paralelligi kesme isini ile
  saglanir.

46
Yakarak Kesme Flame Cutting

• Kesme gazi olarak oksijen kullanildigindan dolayi
  kesme kenarlarin oksit katmanlari olusur.
• Paslanmaz çelikte, bu durum kesme boyunca
  paslanmayla sonuçlanabilir.
• Bir oksit katmani genellikle çeliklerin
  kaplanmasi için engel teskil eder.
• Eger oksit katmani kesme kenarindan kaldirilmaz
  ise Krom-Nikel tabakalar kaynatilamaz. Sonuç
  olarak kaynak gözenekli olur.

47
Kesme Gazlarina Genel Bakis

• Endüstriyel lazerlerin birçogunda, lazer isininin
  olusabilmesi için özel gazlarin kullanilmasi
  gereklidir. Gazin kalitesi ve seçimi, lazerin
  güvenilirligini ve islemin verimliligini dogrudan
  etkiler.
• Oksijen ve Nitrojen günlük operasyonlarda kesme
  gazi olarak kullanilirlar.

48
Kesilen Malzemeler

• Yumusak çelik
• Takim çeligi
• Paslanmaz çelik (CrNi çelik)
• Alüminyum ve Alüminyum alasimlar
• Silicon çelikler, yay çelikleri, titanyum ve
  titanyum alasimlar
• Lazer isini ayni zamanda metal olmayan malzemeler
  içinde kullanilir. Karton , tahta, deri, kagit,
  cam, seramikler, plastikler (polietilen,
  poliyamid, poliüretan vb.)

49
Malzeme Maksimum

• Kesme Kalinligi (mm) DKP-HRP 20
• PASLANMAZ 12
• GALVANiZ 12
• ALÜMiNYUM 8
• PiRiNÇ 3

50
Neodmium YAG LAZER

• Nd YAG lazerlerin aktif maddesi bir yapay
  tek-kristaldir. Yttrium-Aluminium-Garnet
  (YAG)da, neodymium iyonlari yttrium iyonlarinin
  küçük bir bölümünün yerine geçmektedir.
• YAG kristalinde Nd iyonlarinin derisimi yaklasik
  olarak 1 ile 1.5 arasindadir.

51
Neodmium YAG LAZER
52
NdYAG Lazer Kavitesi
53
Karsilastirma NdYAG lazerler ve CO2 lazerler
54
KAYNAK (WELDING)

• Lazer Kaynagi, endüstriyel gaz (Karbondioksit) ve
  NdYAG (kati hal lazeri ) seklinde sanayide son
  yillarda hizla gelisen bir uygulama sahasina
  sahiptir.
• Bir dolgu maddesi gerekmeden islem kendi kendine
  (otojen olarak) tamamlanir.
• Kaynak kalitesini ve kaynak banyosunu (ergimis
  metali oksitlenmeden) korumak için koruyucu
  gazlar (shielding gas) kullanilir

55
Kaynak Çesitleri
penetration welding
thermal conduction welding
56
Koruyucu Gazlar (Shield gas)

• Kaynagi atmosfer ortamindan korumak ve metal
  buharlasma plazmasi olusurken çok kalin (yogun)
  olmasini engellemek koruyucu gazlarin görevidir.
• Helyum
• Argon
• Nitrojen
• Karbondioksit

57
Lazer Kaynaginin Avantajlari

• Kaynaklama isleminde is parçasi ile temas olmaz
• Asiri derecede dar kaynak yerlerinde büyük
  derinlik/genislik oranlarinda birlestirilebilir.
• Bitisik malzemeler üstüne sicaklik tesir alaninin
  sinirlandirilmasi ile minimum termal etki olur.
• Sonuç olarak, biçim bozulmasi minimuma
  indirilmektedir.

58
Lazer Kaynaginin Avantajlari

• Yüksek kaynaklama hizlari mümkündür.
• Mekanik gerilim bölgeleri olusturmadan is
  parçalarini kaynatmak lazer kaynagiyla mümkündür.
  
• Lazer isini kolaylikla kontrol edilebilir,
  kaynatma islemini uzatmak otomatik olarak
  yapilabilir.
• Çok küçük bitirme islemi gereksinimlerinde ince
  ve ayni düzgünlükte birlestirme islemleri
  yapilabilir.

59
Uygulama Yapilan Malzemeler

• Yumusak çelik
• Tavlanmis çelik
• Paslanmaz çelik (CrNi çelik)
• Alüminyum ve Alüminyum alasimlar kaynatilabilir.
  Bununla birlikte silicon çelikler, titanyum ve
  titanyum alasimlarda kaynatilabilir.

60
DELME, (DRILLING)

• Lazer kesmede oldugu gibi, lazer delme isleminde
  de parçayla bir baglanti olmaz.
• Delme islemi siddetli çarpma islemi ile yapilir.
  
• Çarparak delme için en çok sik kullanilan NdYAG
  lazerlerdir.
• Çarparak delme islemi Delik çapi 1.27mm den az ve
  2.54mm arasindaki kesit kalinlardaki küçük
  deliklerle baglantili yerlestirme islemleri için
  kullanilir.
• Delik çapi 1mm daha büyük oldugu durumlarda
  genellikle (trepanning) delme tezgahlari ile
  yapilir.
• Trepanning delmede genellikle delik çapi Sx0.4
  delik çapi

61
Lazerlerin delme kapasitesi

• Tamlik, tekrarlanabilir küçük delikler
• Her metal veya alasim
• Her seramik
• Çarparak delme ile maksimum derinlik 1mm
• Daha ince malzemelerde daha iyi
• Delmede iki tip metot kullanilir. Trepan ve
  percussion
• DerinlikÇap101 orani, sadece çarparak delik
  delme isleminde kullanilir.
• Minimum delik çapi 20 mikrondur, çarparak delme
  (percussion)
• Maksimum delik çapi sinirsiz, trepanning
  delmeden dolayi

62
SURFACE MODIFICATION (YÜZEY DEGISIKLIGI)

• Yüzeyin kimyasal degisimi parçada istenilen
  özelliklere uygun yapilar üretmek için yapilir.
• Yüzey islemini sicaklik davranisi, kaplama,
  yüzeyleme, sirlama ve çizme olarak kategorize
  edebiliriz.

63
SCRIBING AND MARKING (YAZI YAZMA VE MARKALAMA)

• CO2 lazerlerin isininin uzun dalga boyuna sahip
  olmasi, özellikle seramik islenmesinde iyi sonuç
  vermesi en çok tercih edilmesini saglamaktadir.
  Çizilmis seramik devre kartlari gelisen ve yüksek
  hacimli telekomünikasyon ve otomotiv endüstrisi
  gibi pazarlarda kullanilmaktadir.

64
LAZERLE ÜRETIMIN FAYDALARI

• Lazer isigi üretim teknigi, geleneksel tek parça
  üretim teknigi ile rekabet etmektedir.
• 2. Lazer isigi hiç asinmaya ugramayan,
  kirilmayan, yedeklenmesi gerekmeyen çok yönlü
  kesme islemidir.
• 3. Islenen malzeme ile direkt temas olmadigindan
  kirilma ve yipranma gibi olaylar olmaz

65
LAZERLE ÜRETIMIN FAYDALARI

• 3. Islenen malzemeye kuvvet uygulanmadigindan
  malzemenin saglam bir sekilde baglanmasina gerek
  yoktur
• 4. Lazer isiginin dalga boyundaki bir noktada,
  islem yapmak mümkündür.
• 5. Lazer isigini bir noktaya odaklayarak,
  eriyebilen ve patlayabilen maddelerin yakininda
  lehimleme ve kaynak yapilabilir.

66
LAZERLE ÜRETIMIN FAYDALARI

• 6. Lazer isigi aynalarla uzak yerlere kolaylikla
  tasinip kullanilabilir.
• 7. Lazer, havada veya su sizdirmayan kapali kap
  gibi ortamlarda kullanilabilir.
• 8. Elmas gibi çok sert, seramik gibi kirilgan
  maddeler lazerle kolaylikla islenebilir.
• 9. Lazer kesme isleminin kolaylikla kumanda
  edilebilmesine ve son derece karisik sekillerin
  islenmesine imkan vermektedir

67
LAZERLE ÜRETIMIN FAYDALARI

• 10. Lazerle kesilmis yüzeyler temiz, düzgün ve
  çapaksiz olmakta ve pürüzlülük 0.01mm ile 0.05mm
  arasindadir.
• 11. Lazerle kesme islemi isiya bagli bir islem
  olmasina ragmen kesilen yüzeylerde doku ve sekil
  degisimi olmamaktadir.
• Bunun nedeni, lazer isigindaki yüksek seviyedeki
  enerji yogunlugu ve hemen hemen islenen tüm
  malzemelerin aniden ve içten buharlasmasidir.
• 12. Yüksek basinçli lazer sistemi sayesinde
  yüksek vasifli çelikler ve demir olmayan
  malzemeler talassiz ve oksitsiz olarak
  kesilebilmektedir.

68
Örnek Lazer Uygulamalari

• YAG LAZERLE ELMAS ISLEME

5X5X0.3mm
69
2.54mm çapindaki paslanmaz tüp Karakter
yüksekligi 0.7mm
Paslanmaz çelik kalin 125micron Delik çapi
50micron
 
Silikon kalinligi 125mikron ve Delik çapi 3mm
70

• Tesekkürler

71
Laserin çalisma prensibi

• Optik bakimdan saydam, bir ucunda tam sirli ve
  yansitici, diger ucunda yari sirli kismen
  yansitici iki ayna bulunan bir tüp alinir.
• Buna gaz, sivi ve kati bir madde doldurulur.
  Disaridan isik verme, elektrik akimi geçirmek
  suretiyle veya kimyasal bir yolla elde edilen
  enerji, ortamdaki atomlara ulasir.
• Bunlarin bazilari bu enerjiyi emerler.

72

• Fazla enerji, atomlari kararsiz hale getirir.
  Kendisine bir foton çarpan, uyarilmis ve kararsiz
  atom, fazla enerjiyi foton nesrederek verir.
• Fotonlar, benzer sekilde diger fotonlarin nesrini
  saglar. Uçlara ulasan fotonlar, aynalardan
  yansiyarak geri dönerler ve olay devam eder.
• Uyarma ve tahriklerde ortamdaki fotonlar artar.

73

• Atomlarin hemen hemen hepsi, foton yaymaya
  baslayinca kuvvetlenen isik, yari sirli uçtan
  disari çikar.
• Bu, lazer isinidir.
• Lazer dalgalarini, uygun adim giden ayni üniforma
  ve sekle sahip askerlere, normal isigi ise
  rastgele karakteri bozuk bir orduya
  benzetmislerdir.

74

• Normal isikta dalgalar, birbirini zayiflatici
  karakterde olmasina ragmen, lazerde birbirini
  kuvvetlendirici olurlar.
• Lazer isinlari yüksek frekansli olduklarindan
  günes isini özelliklerine sahiptir.
• Ancak laser isinlari tek frekansli oldugu için
  kayiplari azdir.

75

• Ayrica laser isinlari ayni fazda yapilan isik
  dalgalari oldugu için siddeti büyük olur.
• Bu yüzden laser isinlarinin siddeti günes
  isinlarinin siddetinin bir milyon katidir.