PROGETTO LACER
Laser Ceramico a stato solido ad alta potenza
OBIETTIVI
- Costruzione di un laser da 2kW con pompaggio a diodo basato su moduli commerciali .
- Disegno e costruzione di un sistema di lancio in fibra in grado di accettare potenze ottiche fino a 2kW.
- Caratterizzazione dei parametri del fascio laser necessari per una efficiente stazione di taglio e saldatura di pannelli in lega leggera (Al,Ti) per uso navale.
- Metodi di preparazione delle polveri di dimensione nanometrica e caratterizzazione messa a punto del metodo di sinterizzazione in alto vuoto ed alta temperatura.
- Caratterizzazione ottica e strutturale dei materiali ceramici prodotti e sviluppo dei metodi di lavorazione ottica.
- Metodi per la preparazione/produzione di manufatti ceramici.
- Realizzazione di un modulo laser a stato solido della potenza di 200W basato su materiali ceramici trasparenti.
CONCLUSIONI
Sono stati definiti i Benchmark di una sorgente laser Nd-Yag con potenza 2 kW con mezzo attivo rod cristallino e pompaggio a lampade in termini di potenza e velocità:
Leghe a Memoria di forma:
- Potenza di soglia per innesco del processo key hole 650W;
- Potenza massima sullo spessore 0,5 mm 800 W; Parametri ottimali: 800W – V 3,3 m/min f= 1,125, Q=14,5 J/mm
- Parametri ottimali per spessore 0,75mm: 750 W – V 2,4 m/min f=0, Q= 18,75 J/mm
- Caratterizzazione: Riduzione della resistenza ultima ma mantenimento, almeno in parte, delle caratteristiche funzionali
Leghe di Magnesio:
- Spessori sottili potenze 500-700 W e velocità 3-6 m/min valori di rifermento per Q di circa 4 J/mm a 12 J/mm
- Spessore 3,3 mm potenze da 1,5 a 2 kW e velocità da 1,75 a 6 m/min
- Valori ottimali per apporti termici Q >40 J/mm corrispondenti a 2 kW a velocità di 3 m/min
- Caratterizzazione: fino al 95 % della RMb con decadenza all’aumentare della velocità di processo.
Leghe di Titanio:
- Spessore 1 mm saldabile in un ampio range di velocità e potenza da 4 a 20 m/min e 1-2 kW Q= 13-15 J/mm
- Spessore 3 mm la sorgente è al limite alla massima potenza è possibile saldare nel range 1,6-2 m/min;
- Giunzioni a T con doppia passata contrapposta fino a 3 m/min
- Caratterizzazione meccanica: buone caratteristiche statiche, riduzione della duttilità e incidenza delle variazioni di sezione sulla resistenza a fatica.
- Laser di potenza superiore a 5 kW: analisi preliminare delle potenzialità dei laser in fibra con potenze fino a 8 kW su lamiere per scafi navali.