Cięcie laserowe to niemal najbardziej zaawansowany proces cięcia na świecie. Może ciąć większość materiałów metalowych i niemetalowych i może być stosowana w wielu gałęziach przemysłu. Ma zalety precyzyjnej produkcji, elastycznego cięcia, obróbki o specjalnym kształcie, jednorazowego formowania, dużej prędkości, wysokiej wydajności i może rozwiązać wiele problemów, których nie można rozwiązać konwencjonalnymi metodami. W tym artykule porozmawiamy z tobą o tej maszynie.
Cięcie laserowe to proces, w którym wiązka laserowa emitowana przez generator lasera jest skupiana przez soczewkę, tworząc w ognisku maleńką plamkę o wysokiej energii, dzięki czemu plamka może być skupiona w odpowiednim położeniu materiału, pochłoniętego przez materiału, szybko odparował, stopił się, uległ ablacji lub osiągnął punkt zapłonu, a stopione odpady są wydmuchiwane za pomocą wysokociśnieniowych gazów pomocniczych (w tym dwutlenku węgla, tlenu, azotu itp.). Głowica lasera jest napędzana programowalnym silnikiem serwo, a głowica tnąca porusza się po określonej trasie z wiązką poruszającą się po materiale, tak aby ciąć detale o różnych kształtach.
Światło jest czerwone, pomarańczowe, żółte i zielone, które mogą być pochłaniane lub odbijane przez przedmioty; Laser to także światło, które będzie wykazywać różne właściwości w zależności od różnych długości fal. Medium wzmacniające generatora laserowego (czyli medium, które może przetwarzać energię elektryczną na laser) określa długość fali lasera, moc wyjściową i pole aplikacji. Medium wzmacniające lasera można podzielić na gaz, ciecz i ciało stałe. Reprezentatywnym gazem jest laser gazowy CO2; Reprezentatywne ciała stałe obejmują laser światłowodowy, laser YAG, laser rubinowy, laser półprzewodnikowy itp.; Lasery cieczowe wykorzystują niektóre ciecze (zwykle rozpuszczalniki organiczne, takie jak barwniki) jako medium robocze do generowania laserów i emitują lasery.
Różne materiały obiektów tnących mogą pochłaniać różne długości fal lasera, dlatego należy dostosować odpowiednie generatory laserowe. Obecnie generator lasera światłowodowego jest najszerzej stosowany w przemyśle samochodowym.
Metody cięcia laserowego obejmują głównie cięcie topliwe, oksydacyjne, parowe, kierowane szczeliną itp. Przy wyborze metod cięcia należy wziąć pod uwagę ich charakterystykę, materiały płyt, a czasem także kształty cięcia. Cięcie laserowe z odparowaniem wymaga więcej ciepła niż topienie i nadaje się do cięcia bardzo cienkich materiałów metalowych i niemetalicznych. Cięcie laserowe utlenianiem jest szybsze dzięki ciepłu reakcji tlenu i metalu, a jakość cięcia jest stosunkowo słaba, co nadaje się do cięcia grubych blach. Cięcie laserowe jest szeroko stosowane w przemyśle samochodowym i blacharskim ze względu na zastosowanie gazu osłonowego zapobiegającego rozpryskiwaniu się żużla, gładkiego szwu i dobrej jakości cięcia. Ponadto cięcie przez roztapianie i cięcie gazyfikacyjne może uzyskać szew tnący wolny od utleniania, co ma duże znaczenie przy cięciu o specjalnych wymaganiach.
Proces technologiczny cięcia laserowego jest stosunkowo prosty. Ścieżka cięcia laserowego i program parametrów są z góry ustawiane dla różnych produktów. Generalnie najpierw wycinane są otwory, a następnie wycinane są krawędzie. Produkcja cięcia może być prowadzona bezpośrednio po przejściu pierwszego elementu. Ale nie jest łatwo ciąć produkty najlepszej jakości. Jest to ściśle związane z cięciem materiałów, trybem lasera, mocą, prędkością cięcia, ciśnieniem gazu pomocniczego itp.
Laser ma na ogół trzy tryby pracy: tryb ciągły, tryb modulacji i tryb impulsowy.
W trybie ciągłym moc wyjściowa lasera jest stała, dzięki czemu ciepło wchodzące do arkusza jest bardziej równomierne. Ogólnie nadaje się do szybkiego cięcia. Z jednej strony może poprawić wydajność pracy, z drugiej strony konieczne jest również uniknięcie złośliwej zmiany strefy wpływu ciepła spowodowanej koncentracją ciepła.
Moc lasera w trybie modulacji jest funkcją prędkości cięcia. Może utrzymywać ciepło przedostające się do blachy na stosunkowo niskim poziomie, ograniczając moc w każdym punkcie, aby zapobiec przypaleniu na krawędzi szwu tnącego. Ze względu na złożone sterowanie nie jest zbyt wydajny i można go używać tylko w krótkim czasie.
Chociaż tryb impulsowy można podzielić na trzy przypadki, w rzeczywistości jest to tylko różnica w wytrzymałości i często jest wybierany zgodnie z charakterystyką materiałów i dokładnością konstrukcji.
Laser często działa w trybie ciągłym. W celu uzyskania najlepszej jakości cięcia konieczne jest dostosowanie prędkości posuwu dla danego materiału, np. przyspieszenia, hamowania i opóźnienia podczas toczenia. Dlatego w trybie pracy ciągłej zmniejszenie mocy nie wystarczy, a moc lasera należy regulować poprzez zmianę impulsu.
Gaz używany w urządzeniach do cięcia laserowego obejmuje gaz roboczy lasera, gaz osłonowy i gaz pomocniczy.
Azot jest zwykle używany do cięcia stali nierdzewnej i niektórych stali o wysokiej wytrzymałości, który służy do zapobiegania reakcji utleniania i zdmuchiwania stopionych materiałów. Wymagana jest wysoka czystość azotu. W przypadku stali nierdzewnej o średnicy większej niż 8 mm zwykle wymagana jest czystość 99,999%. Tlen nadaje się do cięcia grubych płyt, cięcia z dużą prędkością i cięcia wyjątkowo cienkich płyt. Air nadaje się do cięcia blach aluminiowych, niemetalowych i ocynkowanych. W pewnym stopniu może zmniejszyć warstwę tlenku i obniżyć koszty. Pod względem kosztów tlen używany do cięcia stali węglowej jest stosunkowo tani, a azot używany do cięcia stali węglowej jest duży. Im grubsza stal nierdzewna, tym wyższa zawartość azotu i czystość, tym wyższy koszt. Obecnie koszt cięcia azotu o wysokiej czystości wynosi około 35-40CNY/h, czyli jest wyższy niż koszt tlenu, około 10-15CNY/h.
Maksymalna prędkość cięcia laserem może osiągnąć 40m/min, a rzeczywista obróbka to zwykle tylko 1/3 - 1/2 maksymalnej prędkości. Ponieważ im wyższa prędkość, tym mniejsza dynamiczna dokładność serwomechanizmu, co bezpośrednio wpływa na jakość cięcia. Podczas wycinania okrągłych otworów im wyższa prędkość skrawania, tym mniejsza średnica otworu i gorsza okrągłość. Maksymalna prędkość cięcia może być wykorzystana tylko do poprawy wydajności przy długim prostym cięciu. W rzeczywistym procesie cięcia konieczne jest dostosowanie mocy lasera, ciśnienia powietrza i innych istotnych parametrów, aby uzyskać optymalną prędkość cięcia odpowiednią dla produktu w zależności od materiału, grubości i odpowiednich wymagań technicznych produktu.
W zależności od różnych wymagań produktowych konieczne jest ciągłe dostosowywanie parametrów w różnych warunkach pracy, aby osiągnąć najlepsze parametry procesu. Nominalna dokładność pozycjonowania, jaką można osiągnąć dzięki cięciu laserowemu, wynosi {{0}}.08 mm, a powtarzalna dokładność pozycjonowania to 0,03 mm. W rzeczywistości minimalna tolerancja, jaką można osiągnąć, to: otwór ± 0,05 mm, położenie otworu ± 0,2 mm.
Różne materiały i różne grubości wymagają różnej energii topienia, a także wymagana jest moc wyjściowa lasera. Podczas produkcji należy zrównoważyć prędkość i jakość produkcji, wybrać i ustawić odpowiednią moc wyjściową i prędkość cięcia, zapewnić odpowiednią energię w obszarze cięcia, a materiały można skutecznie stopić i zdmuchnąć na czas.
Wydajność lasera do przekształcania energii elektrycznej w energię lasera wynosi około 30 procent ~ 35 procent, moc wyjściowa wynosi 1500 W, a moc wejściowa wynosi około 4285 W ~ 5000 W. Rzeczywisty pobór mocy wejściowej jest znacznie większy niż nominalna moc wyjściowa. Ponadto, zgodnie z zasadą oszczędzania energii, inne energie są zamieniane na energię cieplną do emisji, dlatego laser musi być wyposażony w chłodziarkę, aby się schłodzić.
O HGTECH: HGTECH jest pionierem i liderem laserowych zastosowań przemysłowych w Chinach oraz autorytatywnym dostawcą globalnych rozwiązań do obróbki laserowej. Kompleksowo zaaranżowaliśmy inteligentny sprzęt laserowy, linie produkcyjne do pomiarów i automatyzacji oraz inteligentną budowę fabryk, aby zapewnić kompleksowe rozwiązania dla inteligentnej produkcji.
