179754. lajstromszámú szabadalom • Eljárás sé berendezés előre meghatározott felületekkel határolt geometriájú szilárd testek kitermelésére és/vagy alakítására és/vagy bontására
J 179754 4 csökkentését, ezzel szemben azonban rendkívül nagy nyomóerőket keltünk az anyagszerkezetben azáltal, hogy előre meghatározott nyomvonalon, lézersugárral létesített lyukakban, jelentős térfogatnövekedést idézünk elő. Eljárásunk eredményességének egy példája, hogy a megmunkált kemény kőzet, például beton, a lyuksor kialakítását követő rövid időn, például perceken belül, minden további erőhatás nélkül, mintegy önmagától a lyuksor nyomvonalán, kettéreped. A továbbiakban részletesebben ismertetjük a találmány szerinti eljárást és berendezést a rajz alapján, melyen az eljárás foganatosítása során megvalósított elrendezés vázlatát tüntettük fel. Az ábra szerinti 1 kemény kőzetet, melyet célszerűen választottunk a megmunkálásra, felfogjuk az infravörös sugárzást előállító 2 berendezés tárgyasztalára, beállítjuk a 2 berendezés műszaki adatait, üzemeltetjük a 2 berendezést, majd ennek megszüntetése után megvizsgáljuk a munkafolyamat eredményét. A továbbiakban ismertetésre kerülő foganatosítási példákkal kapcsolatban fontos körülmény, hogy mindössze 0,25 kW-os berendezéssel végeztük a foganatosítási kísérleteket. Ez sokkal kisebb teljesítmény a jelenlegi műszaki színvonalon elérhető értéknél. I. példa Célszerűen 1 édesvízi mészkövet munkálunk meg a 2 berendezés tárgyasztalán. Előírtuk, hogy a minta vastagsága 15 mm legyen, a lyukak mélysége adódni fog, a 2 berendezés maximális teljesítménnyel üzemeljen, a 3 lyuksor nyomvonala egyenes legyen és a lyukak egymástól való távolsága ne legyen nagyobb az adott berendezési adatokkal elérhető minimális lyukátmérőnél. Lyukat létesítünk, beállítjuk a berendezés előtolását, és elkészítjük a lyuksort. Az üzemeltetést befejeztük, megvizsgáljuk a munkafolyamat eredményét: 30 másodperc alatt 6 mm mélységű, 0,5 mm szélességű rést hoztunk létre édesvízi mészkőben. Várunk. Tíz perc várakozás alatt az édesvízi mészkő kettérepedt a rés mentén. A repedési felület vizsgálata folyamán megállapítjuk, hogy ebben az esetben célszerű egyenes nyomvonalat alakítani ki, mert a megmunkálás folyamata alatt ható térfogatnövekedés hajlító nyomatéke idézte elő azokat a finom repedéseket, melyek a nyomvonal alatti keresztmetszetet célkitűzésünknek megfelelően repesztették szét. A továbbiakban meghatározzuk a lyukak egymástól való szükséges és elégséges legnagyobb távolságát, ami például 5 mm. Feljegyezzük és ismételt munkafolyamatok során pontosítjuk a kialakított technológiát. Feltételezzük, hogy nagyobb teljesítményű berendezéssel vagy 6 mmnél nem nagyobb vastagságú anyagmintával görbe nyomvonalon is hasonlóan jó eredményt érhetünk el. Megkezdjük az adott 2 berendezés, a megmunkálandó 1 anyagminőség és a megmunkálási méretadatok összehangolását, miáltal segédprogramot fejlesztünk és igényt képzünk a munkafolyamat számára legalkalmasabb berendezés jellemzőinek meghatározására. Felismertük, hogy az édesvízi mészkő lézeres megmunkálásának eljárásunk szerinti lehetősége eltörpülhet más anyagminőségű, rendkívül nehezen koptatható, különösen kemény anyagok megmunkálásának jelentősége mellett. Célszerűen most kavicson kíséreljük meg eljárásunk foganatosítását éspedig úgy, hogy B100-as betonmintát helyezünk a 2 berendezés tárgyasztalára, 1 egyetlen, kb. 30 mm átmérőjű, betonba foglalt kavicsba mélyítünk egyetlen 4 lyukat és megvizsgáljuk a foganatosítási kísérlet eredményét: 15 másodperc alatt 17 mm mélységű, 0,4 mm átmérőjű lyukat hoztunk létre a kavicsban, melynek repesztő hatása a kavics teljes átmérőjére kiterjedt, vagyis 30 mm hosszúságban idézett elő megmunkálási eredményt a betonfoglalaton belül. A minden várakozást felülmúló eredmény azt a következtetést inspirálja, hogy a betonfoglalatba zárt kavics repedés hatására bekövetkező méretváltozása olyanszerű feszültséget kelt a betonszerkezetben, mint a lyuk a kavics szerkezetében, vagyis mintegy erősíti eljárásunk hatékonyságát. Felfigyelünk arra, hogy berendezésünk teljesítménye meg sem közelíti a jelenlegi műszaki színvonal kínálta 5—10 kW teljesítményt. 2. példa 3. példa Felismertük a közműfelújítási munkákkal kapcsolatos betonbontási feladatok gazdasági jelentőségét, eredményes bontási kísérleteket végeztünk B 50-es sőt B 100-as betonmintákon. Célszerűen most B 400-as betonminőségű mintával kíséreljük meg eljárásunk foganatosítását. Segédprogramjainkban tárolt adataink alapján előre meghatározzuk, hogy 10 másodperc legyen a lyukasztási idő, 10 mm legyen a lyukak távolsága és a már ismertetett módon elvégezzük eljárásunk foganatosítását, majd megvizsgáljuk az eredményt : 100 másodperc alatt értünk el irányított repedést, melynek keresztmetszete 20x100 mm. Vagyis 0,25 kW-os lézerrel 720 cm2/óra betonbontási teljesítményt állapíthatunk meg. Arra a következtetésre jutottunk, hogy a jelenlegi műszaki színvonal által kínált teljesítményszinten például betonburkolat bontására szolgáló eljárás és berendezés jellemzőit is meg lehet határozni: körülbelül 200 mm mélységű útburkolat becsülhető bontása mintegy 20 m/óra sebességgel adódna, az előre kitűzött nyomvonalat körülbelül 1—2 cm hibahatáron belül lehetne tartani, a megmaradó betonrészek sérülése, repedése nélkül, kompresszoros vésőgépek hang- és vibrációs ártalmait kizárva, esetleg éjjel, forgalommentes időszakban végezve a javítás előfeltételét képező bontást és azonnal elvégezve a javítást is stb. Arra a további következtetésre jutottunk, hogy a beton ilyen módon végzett bontásakor a légkalapácsos eljárással ellentétben a mögöttes közműveket nem károsítjuk, tehát nem omlik be a csatornaboltozat, illetve nem sérülnek meg az öntöttvas víz- és gázvezetékek. Mint azt a foganatosítási példák kapcsán láthatjuk, a találmány szerinti eljárás valóban eléri célját, valóban alkalmas előre meghatározott felületek által határolt geometriájú szilárd testek kitermelésére, alakítására, bontására azáltal, hogy alapintézkedése értelmében 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
