Obrábění vybraných druhů materiálů paprskem laseru

Danil Teterin

Bachelor's thesis

Machining selected types of materials by laser beam

Abstract:

Bakalářská práce je zaměřena na charakteristiku nekonvenčních metod obrábění. Jejich rozdělení a následně přiblížení metody obrábění paprskem laseru. Práce je zaměřena na řezání vybraných druhů masivního dřeva a materiálů na bázi dřeva (dřevotřískové a polotvrdé dřevovláknité desky) za pomoci tohoto způsobu obrábění.Práce je rozdělena na dvě časti, teoretickou a praktickou. První část se zabývá historií vývoje laseru, popisem jeho součásti, fyzikálními jevy a popisem použitých materiálů. Druhá část je věnovaná řezání zkušebních materiálů při výkonu laseru: 70 %, 80 %, 90 % a rychlosti posuvu laseru: 3 mm.s-1, 6 mm.s-1, 9 mm.s-1, měřením barvy, lesku a kvality povrchu na zkušebních tělesech, zhodnocení výsledků měření a přínosem pro vědu a praxi. Z výsledků vyplývá, že obráběním laserovým paprskem při výkonu laseru: 70 %, 80 %, 90 % a rychlosti posuvu laseru 3 mm.s-1, 6 mm.s-1, 9 mm.s-1 není vhodné pro aglomerované materiály na bázi dřeva, především pro dřevovláknitou desku se střední hustotou a dřevotřískou desku. Avšak, z hlediska barvy, je vhodné pro materiál „smrk ztepilý“ kombinace výkonu laseru 70 % a rychlost posuvu laseru 9 mm.s-1. Z hlediska zkoumaní lesku je vhodná a doporučena kombinace pro materiál „dub zimní“ při parametrech nastavení výkon laseru 80 % a posuvná rychlost laseru 9 mm.s-1. Z hlediska kvality povrchu měl nejlepší výsledek testovaný materiál „dřevotřísková deska“, při nastavení výkonu laseru 90 % a posuvné rychlosti laseru 9 mm.s-1. Zde je potřeba říct, že nízké rychlosti posuvu laseru, jako 3 mm.s-1 nebo 6 mm.s-1 začínají ničit materiál, respektive začínají hořet. Proto není nízká posuvná rychlost laseru pro materiál „dřevotřísková deska“ doporučena.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on the characteristics of unconventional machining methods. Their distribution and subsequent approach to the laser beam machining method. The work is focused on cutting selected types of solid wood and wood-based materials (chipboard and semi-hard fiberboard) using this method of machining.The work is divided into two parts, theoretical and practical. The first part deals with the history of laser development, a description of its component, physical phenomena and a description of the materials used. The second part is devoted to cutting test materials at laser power: 70 %, 80 %, 90 % and laser feed rate: 3 mm.s-1, 6 mm.s-1, 9 mm.s-1, measurements on paint test specimens, gloss, surface quality, evaluation of measurement results and benefits for science and practice. The results show that laser beam machining at laser power: 70 %, 80 %, 90 % and laser feed rate: 3 mm.s-1,6 mm.s-1,9 mm.s-1 are not suitable for agglomerated materials wood-based, especially for medium-density fiberboard and particleboard. However, in terms of color, a combination of a laser power of 70 % and a laser feed rate of 9 mm.s-1 is suitable for spruce material. From the point of view of the examined gloss, a combination for winter oak material with laser setting parameters of 80% laser power and laser sliding speed of 9 mm.s-1 is suitable and recommended. In terms of surface quality, the best result was the tested material – chipboard, with a laser power setting of 90 % and a laser feed rate of 9 mm.s-1. Here it is necessary to say that low laser feed rates, such as 3 mm.s-1 or 6 mm.s-1, start to destroy the material or start to burn. Therefore, a low laser feed rate for chipboard material is not recommended.

Keywords

Laser, Technologie, Obrábění, Materiál, Drsnost, Lesk, Barva

Keywords

Laser, Technology, Machining, Material, Roughness, Gloss, Color

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Monika Sarvašová Kvietková, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Bachelor programme / field:
Wood Technology / Business in the Wood Processing and Furniture Industry