Mokslo Taikomieji Tyrimai Lietuvos Kolegijose (Dec 2022)
MAŽO GALINGUMO LAZERIO TECHNOLOGINIŲ REŽIMŲ POVEIKIS MEDIENOS PJŪVIO KOKYBEI
Abstract
Beržinė fanera plačiai naudojama dekoratyvinių produktų gamybai. Jų apdaila ir formos kontūravimas atliekami dujiniais CO2 lazeriais, kurių veikimo principas pagrįstas lokalizuoto lazerio spindulio pluošto poveikiu, suardančiu medžiagos struktūrą. Lazerio spinduliuotės parametrų rinkinio (galia ir greitis) poveikis medžiagai pagrįstas abliacijos ir karbonizacijos procesu. Sluoksniuotoji mediena (fanera) pasižymi teigiamomis savybėmis: natūrali, didelio stiprumo, lengvai apdirbama, bet turi ir trūkumų: degi, anizotropiška, su sandaros ydomis, neatspari drėgmės ir temperatūros pokyčiams, mažas kietumas ir atsparumas dilimui. Beržinė fanera išlaiko savybių stabilumą veikiant skirtingiems išoriniams veiksniams, tačiau graviruojant ir pjaunant, taikant dujinio CO2 lazerio spinduliuotės poveikio skirtingus technologinius parametrus, mikrostruktūra suardoma iš dalies ar per visą medžiagos storį. Suirus medžiagai lieka tuštuma ir suanglėjusi prapjovos sienelė. Graviravimo ir pjovimo technologinių procesų veikimo principai skirtingi ir daro skirtingą poveikį apdirbto ruošinio kokybei. Šio tyrimo tikslai – nustatyti prapjovos sienelės mikrostruktūros kitimus pjovimo zonoje taikant dujinio CO2 lazerio spinduliuotės poveikį skirtinga galia ir greičiu, palyginti su graviravimo būdu pašalintos mikrostruktūros zonoje apdirbto ruošinio krašto kitimais, įvertinti pjūvio kokybę pagal vertinimo kriterijus, nustatyti optimalias pjovimo lazeriu parametrų reikšmes, naudingas našumui ir sąnaudoms. Pjovimo zonos kokybė vertinama pagal šiuos kriterijus: visos mikrostruktūros pašalinimas, susiformavęs geometrinių pokyčių modelis apdirbto ruošinio krašte, prapjovos sienelės ir mikrostruktūros, likusios šalia pjovimo zonos, anglėjimas. Pjovimo ir graviravimo proceso metu vyksta greita medžiagos oksidacijos reakcija, kurios metu išsiskiria šiluma ir susidaro karščio paveikta zona. Dėl fototerminės abliacijos mechanizmo paveikta lazerio spinduliuote mikrostruktūra virsta nuodegomis, kurias pašalinus lieka gili tuštuma arba išėma medžiagoje. Pjūvio vietoje susiformuoja karbonizuota prapjovos sienelė su skirtingomis morfologinėmis ir kolorimetrinėmis savybėmis. Siekiant ekologiškų medžiagų panaudojimo komercinių gaminių gamybai ir technologinio proceso eigos stabilumo bei ekonomiškumo, sukurtas produkcijos, apdirbtos graviravimo ir pjovimo būdu, kokybės vertinimo metodas.
