Laser Beam Machining(LBM)

LASER is the acronym for ‘Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’.

LASER is a device to produce coherent light beam which is a narrow beam having high energy density.

It is capable to travel vast distance without deviation.

It is highly monochromatic, directional and having intense beam of light.

Coherent:

Two wave source are perfectly coherent if they have constant phase difference, same frequency and same waveform.

Monochromatic Light :– Light of single color or wavelength.

Physical Principle of LASER :

When energy from a light source to fall on a solid medium, the atom of the medium absorb radiation.

As a result, the electrons of the atoms of the medium pump to higher energy level. Those atoms which have absorbed high energy are said to be in excited state.

This excited state atom spontaneously returns to the ground state energy by emitting a photon with a frequency proportional to the energy difference between the excited state and the ground state.

In a LASER, the atoms are excited so that more of them are at higher energy levels than at lower energy level. This condition known as an Inverted Population.

If a photon whose frequency corresponds to the energy difference between the excited state and the ground state strikes an excited atoms, the atom is stimulated to the emit a second photon of the same characteristics.

Now these two photons(bombarding photon and the emitted photon) each may than strike the other excited atoms stimulating furthur emissions, all of the same frequency and all are in phase.

This produces a steady beam of coherent light called LASER.

Types of LASER :

1). Solid LASER :

In solid LASER the atom those emit light are fixed within crystal or glassy material.

For example :

  1. Ruby Rod (the Chromium atom embedded in the Ruby’s Aluminium Oxide Crystal).
  2. The Nd-YAG system is a solid state laser.
    • The Neodymium atoms are responsible for the laseer action and are held in suspension in a low percentage mixture within the YAG synthetic crystal.
    • The YAG Laser is specially suited for drilling and cutting metals. [ Nd-YAG :- Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet ]
    • Nd-YAG Laser is suitable for drilling small holes (2-3 microns) to a depth approximately six times the diameter. Nd-YAG Laser beam can be transmitted through fibre-optics cables.

2). Gas LASER :

Gas Laser generally have a wide variety of characteristics. These are one of the oldest types of Laser.

For example :

  1. CO2 Gas LASER :
    • It uses a mixture of CO2, Helium and Nitrogen gases in a laser tubes to create a laser beam. The laser action is created by CO2 molecules. The Helium is utilized to cool the gas mixture. Nitriogen acts as a catalyst to enhance the CO2 laser action.
    • CO2 Laser systems are used for cutting organic material such as plastic, rubber, cloth and paper.
    • Also used for cutting, welding iron and its alloys.
  2. Helium-Neon (He-Ne) LASER :
    • It is commonly used because of low cost.

3). Semi-Conductor LASER :

  • It is a unique and very important type of laser because of its samll dimension.
  • Silicon Laser is important in the field of optical computing.

LASER Action in Ruby Rod :

Ruby Rod (Chromium atom about 0.05% are embedded in the Ruby’s Aluminium Oxide Crystal).

Two mirror parallel to each other are provided to each other end of the ruby rod.

One of these mirror is fully reflective and another is partially reflective to allow the light to pass through it.

When light by the Xenon flash lamp is incident on ruby rod, the chromium atoms get excited and its electron go to higher energy level.

When those excited electrons return to their normal state emit photons.

The photons come out from the transparent mirror in the form of laser beam.

The emitted laser beam is focused by the lens and focused beam meets the work surface removing a small portion of material by melting and vaporization.

Setup of Laser Beam Machining :-

1). Ruby Rod with Reflecting Mirror:

  • It is a crystalline aluminium oxide in which chromium atoms are embedded in a very small percentage.
  • There are two mirror at each end of ruby rod (one fully reflective and another partially reflective).

2). Flash Lamp:

  • Generally flash lamp is filled with gas like Xenon, Argon, Krypton, etc.
  • Flash lamp surround the ruby rod.
  • Capacitor is charged and a very high voltage is applied to the triggering electrodr for intiation of the flash.
  • Flash tube and ruby rod are kept in container whose internal surface is highly reflective so the maximum light falls on the ruby rod.

3). Cooling Arrangement:

  • Since the energy released by flash tube is much more than the energy emitted by the laser head in the form of a laser beam, the system must be properly cooled.
  • For this purpose the liquid Nitrogen at -196 C is supplied to the ruby.

4). Lens:

  • The laser beam is pased through the lens to the workpiece.
  • The workpiece should be at the focus of the lens.

5). Power Supply:

  • When the power supply starts the flash lamp emits flashes of light.
  • The ruby rod absorbs sufficient light. The light travels to and fro between two parallel mirror.
  • This amplified stream of light comes out through partially transparent mirror and is focused on the lens.
  • Lens focusses on the laser beam on the workpiece.
  • Consequently the workpiece melts and vaporise.

Characteristics of LBM Process Material:

Material Removal Technique Heating, melting and vaporisation.
Tool Laser beams in wavelength range of 0.4-0.6 μm. As high as 107 W/mm².
Power DensityAs high as 107 W/mm3
Peak Power20 kW.
Output Energy of Laser and Pulse Duration 20 J, 1 milli second.
MediumNormal atmosphere.
Material Removal Rate5 mm³/min.
Material of WorkpieceAll materials except those with high thermal conductivity and high reflectivity.
Specific Power Consumption1000 W/mm³/min.
ApplicationsDrilling micro holes (upto 250 μm) and cutting very narrow slots.
Dimensional accuracy± 0.025 mm.
Efficiency0.3-0.5%.
LimitationsTaper of 0.05 mm when work thickness is more than 0.25 mm. Very large power consumption.

Advantages of LBM :

  1. There is no tool wear, because no tool is used.
  2. Can be use dfor microhloes and cutting narrow slots, drilling, welding.\
  3. It can be cut through air, gas, vaccum and even through liquid.
  4. Soft and fragile workpiece can also be machined as there is no mechanical force.

Disadvantage of LBM :

  1. The efficiency of LBM process is very low about 0.3-0.5%.
  2. High capital and operating cost.
  3. It cannot machine highly reflective material.
  4. Skilled operator is required.

Controlling Parameter in LBM :

1 Flash Lamp :

  • It operates at the rate of 12 flashes per minute.
  • It should be kept in warm to obtain maximum efficiency.

2 Focal Length :

  • The workpiece should be placed at the focus oflens for machining.
  • If the focal length is less, straight holes will be produced.
  • If the focal length is more, taper holes will be produced.

3 Power Density :

  • Typical power densities used for cutting are of order of 1.5×10^3 to 1.5×10^5 KW/cm^2.
  • Power density of beam determines whether the beam will perform the function of cutting or welding.

4 Reflectivity :

  • Higher is the reflectivity of workpiece material lower is the machining rate of workpiece material.

Application of LBM :

  • Laser beam machining is used for making very accurate size holes as small as 5 microns in metals, ceramics and composites.
  • Electronic and Automotive industries also find the extensive application of Laser Beam Machining.
  • Cutting or engraving patterns on thin films.
  • Trimming of sheet metal and plastic part.
  • It is also used for welding of metals.

Application of Laser Beam Machining for Welding :

  1. Laser Beam Welding is a welding technique used to join the metals and alloys through the use of laser.
  2. The beam provides a concentrated heat source, allowing for narrow, deep welds and high welding rates.
  3. The process is frequently used in automotive industry. It is versatile process, capable of welding carbon steels, stainless steels, aluminium and titanium.
  4. A workpiece surface, large concentration of light energy is converted into thermal energy.
  5. The surface of the workpiece starts melting and progress through it by surface conductance.
  6. For welding, the beam energy is maintained below vaporisation temperature of the workpiece material.
  7. Concentrated energy produces melting and coalscence before a heat affected zone is developed.
  8. Because the heat source in this type of welding process is the energy of light, the workpiece is welded purely which means the fatigue strength of the welded joint will be excellent.

Mechanical Adda

Bloggersonly

41 thoughts on “Laser Beam Machining(LBM)”

  • юридическая помощь бесплатно для всех вопросов о праве|Бесплатный юридический совет на правовые темы
    Юридическая консультация бесплатно для граждан и организаций по разнообразным вопросам заказывай бесплатную консультацию юриста от бесплатный совет юриста: надежное решение юридических проблем|Получи бесплатное консультирование от опытных юристов по различным проблемам
    Бесплатная юридическая консультация о защите прав на жилье
    бесплатная консультация юриста москва [url=https://www.konsultaciya-yurista-499.ru/]https://www.konsultaciya-yurista-499.ru/[/url].

  • Надежная поддержка в наследственных спорах
    сколько стоит оформить наследство [url=http://www.yurist-po-nasledstvu-msk-mo.ru]http://www.yurist-po-nasledstvu-msk-mo.ru[/url] .

  • Нужен арбитражный юрист? Вы на правильном пути!|
    Квалифицированная помощь арбитражного юриста в любой ситуации!|
    Затрудняетесь в вопросах арбитражного права? Обращайтесь к нам!|
    Добиваемся победы в каждом деле!|
    Ищете арбитражного юриста, который оказывает услуги максимально дешево? Мы готовы вам помочь!|
    Наш опыт и знания позволят найти выход из любой ситуации.|
    Бесплатная консультация от арбитражного юриста в компании название компании.|
    Нужна компетентная юридическая поддержка?|
    Обращайтесь к нам и будьте уверены в правильности решения.|
    Высокие результаты – гарантия успеха! – это арбитражный юрист название компании.|

    Потерялись в запутанных деловых делах? Мы поможем вам разобраться в любой ситуации!
    арбитражный суд адвокаты юристы [url=https://arbitrazhnyj-yurist-msk.ru]https://arbitrazhnyj-yurist-msk.ru[/url].

  • Хотите развестись? Используйте наши услуги!
    Команда адвокатов по разводу – ваше спасение в юридических вопросах
    развод адвокат отзыв [url=https://www.advokat-po-razvodam-v-mks-i-mo.ru]https://www.advokat-po-razvodam-v-mks-i-mo.ru[/url].

  • Как подать иск о взыскании алиментов: консультация специалиста
    юрист по алиментам номер телефона [url=http://yurist-po-alimentam-v-moskve.ru/]http://yurist-po-alimentam-v-moskve.ru/[/url].

  • Купить двери на заказ в Москве
    Изготовление дверей на заказ по индивидуальным размерам
    Советы по выбору дверей на заказ
    Виды и оттенки дверей на заказ
    Двери на заказ: доставка и монтаж дверей на заказ
    Бюджетные варианты дверей на заказ
    Ламинированные двери на заказ: преимущества и недостатки
    Железные двери на заказ: надежность и безопасность
    Какие двери на заказ подойдут для загородного дома?
    Заказать двери [url=http://mebel-finest.ru/]http://mebel-finest.ru/[/url].

  • консультация юриста по телефону москва [url=https://yurist-konsultaciya-msk1.ru/]бесплатная консультация юриста по телефону горячая линия[/url].

  • Защитите свои права с помощью бесплатной консультации юриста
    советы юриста бесплатно [url=https://www.konsultaciya-yurista-free.ru]бесплатная помощь юриста[/url].

  • Автоюрист | Как выбрать лучшего автоюриста | Услуги автоюриста – защита ваших прав | Как снизить штрафы с помощью автоюриста | Автоюрист – ваш надежный помощник на дороге | Как избежать неприятностей на дороге с автоюристом | Что нужно знать при обращении к автоюристу | Автоюристы: кто они и чем могут помочь вам | Как правильно составить исковое заявление с помощью автоюриста | Автоюрист: защитник вашего автомобиля и ваших интересов | Как избежать подделки документов совместно с автоюристом | Права автомобилистов: как их защитить с помощью автоюриста | Автоюристы: особенности сотрудничества и расценки | Когда необходимо обращаться за помощью к автоюристу | Защита прав автовладельцев в сложных ситуациях с автоюристом | Автоюристы и дорожная полиция: какое взаимодействие они имеют | Как не попасть на мошенников среди автоюристов | Автоюристы: какие права они могут защитить при ДТП | Судебные тяжбы в области автомобильных прав и роль автоюриста | Как избежать неприятностей на дороге с опытным автоюристом
    автоюрист [url=https://www.avtoyurist-advokat.ru/]юридическая консультация по автомобильным вопросам[/url].

  • Как обезопасить себя при разводе?
    юрист для развода через суд [url=https://www.advokat-po-razvodam-v-mks.ru]юрист для развода через суд[/url].

  • юриста для Как обратиться за консультацией в непонятной ситуации?
    Когда для защиты прав?
    юриста для споров?
    Как найти юриста для помощи?
    Какие можно решить с помощью?
    Когда бесплатно получить от адвоката по вопросам?
    онлайн от адвоката?
    Где к беседе с адвокатом для выгоды?
    обстоятельствами нужно обстоятельства для качественной?
    документы на помощь от адвоката?
    услуги можно получить за консультацией адвоката?
    Как обратиться, если вопросы с документами?
    оформлять с юристом для помощи?
    Какие нужно подготовить для компетентной?
    Как с юристом о консультации и помощи?
    Какие нужно заполнить перед консультацией к юристу?
    эффективную для вопроса?
    Когда провести переговоры с оппонентом после решения с юристом?
    подготовиться к заседанию после получения советов от адвоката?
    авто юрист консультации бесплатно по телефону [url=https://konsultacii-advokata.ru/avtoyurist-besplatnaya-konsultaciya/]авто юрист консультации бесплатно по телефону[/url].

  • Автоюрист
    автоюрист бесплатная консультация [url=https://tuvaonline.ru/obrashhaemsja-k-avtojuristu.dhtml]https://tuvaonline.ru/obrashhaemsja-k-avtojuristu.dhtml[/url] .

  • Какие документы и доказательства необходимы для наследования
    медицинский юрист в москве [url=https://konsultaciya-yurista-v-moskve.ru/medicinskij-yurist/]https://konsultaciya-yurista-v-moskve.ru/medicinskij-yurist/[/url].

  • Без лишних звонков и ожиданий – решайте юридические вопросы онлайн
    консультация юриста по пенсионным вопросам [url=https://yurist-in-onlajn.ru/yurist-po-pensionnym-voprosam/]https://yurist-in-onlajn.ru/yurist-po-pensionnym-voprosam/[/url].

  • Автоюрист
    адвокат по гражданским делам [url=https://avtoyuristu.ru/advokat-po-grazhdanskim-delam]https://avtoyuristu.ru/advokat-po-grazhdanskim-delam[/url].

  • Как защитить свои права при скрытых дефектах в новостройке
    юристы по защите прав потребителей москва [url=http://www.yurist-po-dolevomu-stroitelstvu.ru/yurist-po-zashchite-prav-potrebitelej]http://www.yurist-po-dolevomu-stroitelstvu.ru/yurist-po-zashchite-prav-potrebitelej[/url] .

  • предоставлять? для ответов? абсолютно. для решения
    юридические консультации москва [url=https://www.besplatnye-yuridicheskie-konsultacii.ru]https://www.besplatnye-yuridicheskie-konsultacii.ru[/url] .

  • Как снизить риски при заключении медицинских договоров
    услуги медицинского юриста [url=http://medicinskij-yurist-moskva.ru/]http://medicinskij-yurist-moskva.ru/[/url] .

  • Медицинский юрист: как добиться компенсации за медицинскую ошибку
    услуги медицинского адвоката [url=https://freesmi.by/preimushhestva-specializirovannogo-jurista-po-medicinskim-voprosam.dhtm]https://freesmi.by/preimushhestva-specializirovannogo-jurista-po-medicinskim-voprosam.dhtm[/url] .

  • Hi there

    My name is Diana Rossenga and I represent Musgrave Group, Ireland’s largest wholesaler. We’re always on the lookout for fresh opportunities that can help expand our offerings while promoting quality products from other companies around the globe.

    We find your product line quite impressive and believe it aligns perfectly with our business model.

    I’ve been trying to locate your export department with no luck yet. Can you pass this message to your CEO or Export dep.

    Mrs Diana Rossenga

    Musgrave Group
    Cork,
    Ireland

    Email: bookings@musgraveimports.com

  • Закажите консультацию у лучших!
    Обратитесь за юридической прямо сейчас.
    Решите по любому со профессионалом в области права.
    Получайте помощь в юридических вопросах у специалиста!
    Решайте вместе с профессионалами.
    Узнавайте мнение от опытных в значимых вопросах.
    Получите от знающих в области юриспруденции.
    Консультируйтесь с адвокатами для консультации.
    эффективную консультацию для любой ситуации.
    юридического для помощи в решении вопроса.
    помощью по юридическим вопросам.
    Обсуждайте свои ситуации с опытными.
    Заказывайте информацию о праве у правовых.
    консультацию с правовым консультантом для помощи в решении вашего случая.
    правовую помощь у адвокатов.
    Узнайте от экспертов.
    Получите важную правовую информацию и советы от специалистов.
    Наймите с специалистов для сложных вопросов.
    Узнайте с консультантом по сложным вопросам у проверенных.
    Закажите у юристов по трудным вопросам.
    юридическая консультация москва [url=yuridicheskuyu-konsultaciyu.ru#юридическая-консультация-москва]юридическая консультация москва[/url] .

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share via
Copy link
Powered by Social Snap