Подробный анализ процесса лазерной резки и его преимуществ | Прецизионное оборудование Janee
Подробный анализ процесса лазерной резки и его преимуществ | Прецизионное оборудование Janee
Фев 27, 2024
Что такое лазерная резка? Лазерная резка — это процесс, используемый для резки как металлических, так и неметаллических материалов различной толщины. Лазерный луч, направленный, сформированный и сфокусированный, является ключом к резке материала. Когда лазерный луч попадает на заготовку, он нагревает материал до точки плавления или испарения. Мощность лазера концентрируется на точке, обычно менее половины миллиметра в диаметре. Если подводимое тепло в этой точке превышает тепло, теряемое за счет теплопроводности, лазерный луч полностью проникнет в материал, начав процесс резки. В отличие от других методов, лазерная резка не требует приложения значительных внешних сил к листовому металлу, так как лазер работает бесконтактно. Это значит, что сам инструмент не изнашивается, а заготовка остается без деформации или повреждений.
Преимущества лазерной резки:
Разнообразные материалы
Существует множество вариаций отрывков из Lorem Ipsum, но большинство из них претерпели изменения в той или иной форме, из-за введенного юмора или случайно подобранных слов, которые не выглядят даже немного правдоподобными. Если вы собираетесь использовать отрывок из Lorem Ipsum, вы должны быть уверены, что в середине текста не спрятано ничего постыдного. Все генераторы Lorem Ipsum в Интернете имеют тенденцию повторять предопределенные фрагменты по мере необходимости, что делает его первым настоящим генератором в Интернете. Он использует словарь из более чем 200 латинских слов в сочетании с несколькими типовыми структурами предложений для создания Lorem Ipsum, который выглядит разумно. Таким образом, сгенерированный Lorem Ipsum всегда свободен от повторений, добавленного юмора, нехарактерных слов и т. д.
При использовании сфокусированного лазерного луча нагревается только локализованная область материала, а остальная заготовка несет минимальную или нулевую тепловую нагрузку. Следовательно, пропил при резке почти такой же ширины, как и сама балка, что позволяет выполнять плавную резку без заусенцев очень сложных и детализированных контуров. В большинстве случаев отпадает необходимость в трудоемкой постобработке. Благодаря своей гибкости этот метод резки часто используется при мелкосерийном, многосортном производстве и производстве прототипов.
Использование ультракоротких импульсов для получения высококачественных режущих кромок.
Ультракороткие импульсные лазеры могут быстро испарять практически любой материал, избегая значительных тепловых эффектов, тем самым получая высококачественные режущие кромки без выброса расплава. Поэтому этот тип лазера особенно подходит для изготовления изделий из тонких металлов, таких как стенты в области медицинской техники. В индустрии дисплеев ультракороткие импульсные лазеры могут использоваться для резки химически упрочненного стекла.
Процесс лазерной резки: Взаимодействие между сфокусированным лазерным лучом и заготовкой является основой лазерной резки. Чтобы выполнить этот процесс безопасно и точно, необходимо использовать различные компоненты и вспомогательные материалы над лазерным лучом и вокруг него, как показано на схеме ниже.
1. Фокусирующая линза: линза и оптический отражатель фокусируют лазерный луч в положении обработки. 2. Лазерный луч: лазерный луч ударяет по заготовке, нагревая ее до тех пор, пока она не расплавится или не испарится. 3. Режущий газ: образующийся расплавленный материал вытесняется из разреза режущим газом, который течет коаксиально с лазерным лучом из сопла. 4. Режущая канавка: Во время лазерной резки на краю разреза образуется типичный рисунок канавки. Когда скорость резки низкая, эти канавки почти параллельны длине лазерного луча. 5. Расплавленный материал: лазерный луч в виде пучка лазера направляется по контуру, плавя местный материал. 6. След предварительного разреза: разрез на заготовке едва ли шире сфокусированного лазерного луча. 7. Сопло: лазерный луч и режущий газ направляются на заготовку через режущее сопло. 8. Направление резки: рез достигается путем перемещения режущей головки или заготовки в определенном направлении.
Всесторонний обзор всех методов лазерной резки:
Газопламенная резка
Во многих случаях лазер является идеальным универсальным инструментом для резки как металлических, так и неметаллических материалов. Лазерный луч может быстро и гибко вырезать практически любой контур – независимо от того, насколько замысловатой или сложной является форма, или насколько тонким является материал. Различные режущие газы и давления могут повлиять на процесс обработки и результаты.
При резке плавлением в качестве режущего газа используется азот или аргон. Газ протекает через пропил под давлением от 2 до 20 бар. В отличие от газовой резки, он не вступает в реакцию с металлической поверхностью внутри пропила. Преимущество этого метода резки заключается в том, что режущие кромки не имеют заусенцев и оксидов, что требует минимальной последующей обработки.
Сублимационная резка в основном используется для задач прецизионной резки, требующих высококачественной резки кромок. Благодаря этому процессу лазер сводит к минимуму плавление и испарение материала. Пары материала, образующиеся в режущем зазоре, создают высокое давление, которое отбрасывает расплав вверх и вниз. Технологические газы – азот, аргон или гелий – защищают режущую поверхность от воздействия окружающей среды, следя за тем, чтобы режущие кромки не окислялись.
При точной резке лазерных лучей используется импульсная лазерная энергия для соединения отдельных отверстий, перекрывая их на 50-90% для формирования режущих швов. Это достигается за счет создания очень высокой пиковой мощности импульсов и экстремальной плотности мощности на поверхности детали с помощью коротких импульсов. К преимуществам относится минимальный нагрев деталей, что позволяет резать относительно тонкие детали без термической деформации.
Расположение точки фокусировки влияет на плотность мощности и форму пропила на заготовке. Диаметр точки фокусировки определяет ширину и форму пропила.
2. Мощность лазера
Cras justo odio, dapibus ac facilisis in, egestas eget quam. Donec id elit non mi porta gravida at eget metus. Nullam id dolor id nibh ultricies vehicula ut id elit.
3. Диаметр сопла
Выбор подходящего сопла имеет решающее значение для качества заготовки. Форма газовой струи и объем газа можно определить по диаметру сопла.
4. Режим работы
Режим передачи лазерной энергии может контролироваться как непрерывной, так и импульсной работой, определяя, постоянно или периодически лазер облучает заготовку.
5. Скорость резки
Скорость резки определяется конкретной задачей резки и обрабатываемым материалом. Вообще говоря, чем выше мощность лазера, тем выше скорость резки. Кроме того, скорость резки уменьшается по мере увеличения толщины материала. Если скорость, установленная для конкретного материала, будет слишком высокой или слишком низкой, это вызовет увеличение шероховатости поверхности и появление заусенцев.
6. Степень поляризации
Большинство CO2-лазеров излучают линейно поляризованный свет, который влияет на качество резки в зависимости от направления резки. Для улучшения качества резки линейно поляризованный свет часто преобразуется в свет с круговой поляризацией. Степень поляризации важна для достижения круговой поляризации и обеспечения высокого качества резов. В отличие от них, твердотельные лазеры не требуют изменения поляризации, поскольку они обеспечивают стабильные результаты резки независимо от направления.
7. Режущий газ и режущее давление
В зависимости от метода резки используются различные технологические газы, которые протекают через режущий шов под разным давлением. Например, преимущества аргона и азота в качестве режущих газов заключаются в их нереакционной способности с расплавленным металлом в режущем шве, а также в защите режущей поверхности от воздействия окружающей среды.
8. Лазерная резка газовыми смесями
Используя мощные лазеры и смесь газообразных азота и кислорода, можно уменьшить количество конструкционных стальных и алюминиевых заусенцев. Улучшение качества заготовки зависит от качества материала, типа и сплава листов толщиной от шести до двенадцати миллиметров.
Вышесказанное все о лазерной резке, надеюсь вам помочь. Если вы хотите узнать больше о ЧПУ, пожалуйста, свяжитесь с нами[email protected].