Maszyna do cięcia laserowego jest szeroko stosowana w nauczaniu, wojsku i przemyśle ze względu na wysoką jakość cięcia i wysoką wydajność cięcia. Maszyna do cięcia laserowego może ciąć metal i niemetal, a superenergetyczna maszyna do cięcia laserowego Han jest używana głównie do cięcia materiałów metalowych, więc jaka jest zasada maszyny do cięcia laserowego?
Zasada działania wycinarki laserowej – wprowadzenie
Technologia maszyn do cięcia laserowego wykorzystuje energię uwalnianą, gdy wiązka lasera uderza w powierzchnię metalowej płyty. Metalowa płyta topi się, a żużel jest wydmuchiwany przez gaz. Ponieważ moc lasera jest tak skoncentrowana, tylko niewielka ilość ciepła jest przenoszona do innych części metalowej płyty, co powoduje niewielkie lub żadne odkształcenie. Półfabrykaty o skomplikowanych kształtach można bardzo dokładnie wycinać laserowo, a wycięte półfabrykaty nie wymagają dalszej obróbki.
Źródło laserowe na ogół wykorzystuje wiązkę lasera dwutlenku węgla o mocy roboczej 500-5000 watów. Ten poziom mocy jest niższy niż wymagania wielu domowych grzejników elektrycznych. Wiązka laserowa jest skupiana na niewielkim obszarze przez soczewkę i reflektor. Wysokie stężenie energii powoduje szybkie miejscowe nagrzewanie, które powoduje stopienie metalowej płyty.
Stal nierdzewną o grubości poniżej 16 mm można ciąć za pomocą sprzętu do cięcia laserowego, a stal nierdzewną o grubości 8-10 mm można ciąć przez dodanie tlenu do wiązki laserowej, ale po cięciu tlenowym na powierzchni cięcia powstanie cienka warstwa tlenku. Maksymalną grubość cięcia można zwiększyć do 16 mm, ale błąd wymiarowy części tnących jest duży.
Jako zaawansowana technologicznie technologia laserowa, od samego początku rozwija produkty laserowe odpowiednie dla różnych branż zgodnie z różnymi potrzebami społecznymi, takie jak drukarki laserowe, laserowe maszyny kosmetyczne, znakowanie laserowe maszyny do cięcia laserowego CNC, maszyny do cięcia laserowego i inne produkty . Ze względu na późny początek krajowego przemysłu laserowego pozostaje on w tyle za niektórymi krajami rozwiniętymi pod względem badań i rozwoju technologii. Obecnie krajowi producenci produktów laserowych wytwarzają produkty laserowe. Niektóre kluczowe części zamienne, takie jak lampy laserowe, silniki napędowe, galwanometry i soczewki ogniskujące, są nadal importowane. Spowodowało to wzrost kosztów i zwiększenie obciążeń dla konsumentów.
W ostatnich latach, wraz z postępem krajowej technologii laserowej, badania i rozwój oraz produkcja kompletnej maszyny i niektórych części stopniowo zbliżały się do zaawansowanych produktów zagranicznych. W niektórych aspektach jest nawet lepszy od produktów zagranicznych. Oprócz zalet Jaegera nadal dominuje na rodzimym rynku. Jednak pod względem precyzyjnego przetwarzania i wyposażenia, stabilności i wytrzymałości zagraniczne zaawansowane produkty nadal mają absolutne zalety.
Zasada działania maszyny do cięcia laserowego - zasada.
W maszynie do cięcia laserowego główną pracą jest rura laserowa, dlatego konieczne jest, abyśmy zrozumieli rurę laserową.
Wszyscy wiemy, jak ważne są lampy laserowe w urządzeniach laserowych. Użyjmy najpopularniejszych lamp laserowych do oceny. Tuba lasera CO2.
Skład tuby laserowej jest wykonany z twardego szkła, więc jest to delikatny i kruchy materiał. Aby zrozumieć działanie tuby laserowej CO2, musimy najpierw zrozumieć jej budowę. Takie lasery na dwutlenku węgla wykorzystują warstwową strukturę tulei, a najbardziej wewnętrzną warstwą jest rura wyładowcza. Jednak średnica rury wyładowczej lasera CO2 jest grubsza niż sama rura laserowa. Grubość rury wyładowczej jest proporcjonalna do reakcji dyfrakcyjnej spowodowanej rozmiarem plamki świetlnej, a długość rury wyładowczej jest również związana z mocą wyjściową lampy wyładowczej. Skala próbki.
Podczas pracy maszyny do cięcia laserowego rura lasera będzie generować dużą ilość ciepła, wpływając na normalną pracę maszyny do cięcia. Dlatego potrzebna jest chłodnica wody w specjalnym obszarze, aby schłodzić rurę laserową, aby maszyna do cięcia laserowego mogła normalnie pracować w stałej temperaturze. Laser o mocy 200 W może wykorzystywać CW-6200, a wydajność chłodzenia wynosi 5,5 KW. Laser o mocy 650 W wykorzystuje CW-7800, a wydajność chłodzenia może osiągnąć 23 kW.
Zasada działania wycinarki laserowej – charakterystyka cięcia.
Zalety cięcia laserowego:.
Zaleta 1 - wysoka wydajność.
Ze względu na charakterystykę transmisji lasera, maszyna do cięcia laserowego jest zwykle wyposażona w wiele stołów roboczych sterowanych numerycznie, a cały proces cięcia może być w pełni kontrolowany cyfrowo. W trakcie eksploatacji, tylko zmieniając program NC, można go zastosować do cięcia części o różnych kształtach, które mogą realizować zarówno cięcie dwuwymiarowe, jak i cięcie trójwymiarowe.
Zaleta 2 - szybko.
Cięcie laserem o mocy 1200 W blacha ze stali niskowęglowej o grubości 2 mm, prędkość cięcia do 600 cm/min. Prędkość cięcia płyty z żywicy polipropylenowej o grubości 5 mm może osiągnąć 1200 cm / min. Nie ma potrzeby zaciskania i mocowania materiału podczas cięcia laserem.
Zaleta 3 - dobra jakość cięcia.
1: szczelina do cięcia laserowego jest cienka i wąska, obie strony szczeliny są równoległe i prostopadłe do ciętej powierzchni, a dokładność wymiarowa ciętej części może osiągnąć± 0,05 mm.
2： Powierzchnia cięcia jest gładka i piękna, a chropowatość powierzchni wynosi zaledwie kilkadziesiąt mikronów. Nawet cięcie laserowe może być stosowane jako ostatni proces, a części mogą być bezpośrednio używane bez obróbki.
3： Po cięciu materiału laserem szerokość strefy wpływu ciepła jest bardzo mała, a wydajność materiału w pobliżu szczeliny jest prawie niezmieniona, a odkształcenie przedmiotu obrabianego jest niewielkie, dokładność cięcia jest wysoka, kształt geometrii szczelina jest dobra, a kształt przekroju poprzecznego szczeliny jest stosunkowo gładki. Zwykły prostokąt. Porównanie metod cięcia laserowego, acetylenowo-tlenowego i plazmowego przedstawiono w tabeli 1. Materiałem tnącym jest blacha ze stali niskowęglowej o grubości 6,2 mm.
Zaleta IV - cięcie bezkontaktowe.
Podczas cięcia laserowego nie ma bezpośredniego kontaktu palnika spawalniczego z obrabianym przedmiotem, a także nie dochodzi do zużycia narzędzia. Aby obrabiać części o różnych kształtach, nie jest konieczna zmiana „narzędzia”, a jedynie parametry wyjściowe lasera. Proces cięcia laserowego ma niski poziom hałasu, małe wibracje i małe zanieczyszczenie.
Zaleta 5 - można ciąć wiele materiałów.
W porównaniu z cięciem tlenowo-acetylenowym i cięciem plazmowym, cięcie laserowe obejmuje wiele rodzajów materiałów, w tym materiały metalowe, niemetalowe, z osnową metalową i kompozytowe z osnową niemetaliczną, skórę, drewno i włókno itp.
Zasada działania wycinarki laserowej – metoda cięcia.
Niestandardowy krój.
Oznacza to, że usuwanie obrabianego materiału odbywa się głównie poprzez odparowanie materiału.
Podczas procesu cięcia z odparowaniem temperatura powierzchni przedmiotu obrabianego gwałtownie wzrasta do temperatury odparowania pod działaniem skupionej wiązki laserowej, a duża liczba materiałów odparowuje, a utworzona para pod wysokim ciśnieniem jest rozpylana na zewnątrz z prędkością naddźwiękową. Jednocześnie w obszarze działania lasera powstaje „dziura”, a wiązka lasera odbija się w otworze wielokrotnie, dzięki czemu absorpcja materiału do lasera gwałtownie wzrasta.
W procesie wtrysku pary pod wysokim ciśnieniem z dużą prędkością stopiony materiał w szczelinie jest jednocześnie wydmuchiwany ze szczeliny, aż do odcięcia przedmiotu obrabianego. Wewnętrzne cięcie odparowaniem odbywa się głównie poprzez odparowanie materiału, więc wymagania dotyczące gęstości mocy są bardzo wysokie, które generalnie powinny sięgać ponad 108 watów na centymetr kwadratowy.
Cięcie z odparowaniem jest powszechną metodą cięcia laserowego niektórych materiałów o niskiej temperaturze zapłonu (takich jak drewno, węgiel i niektóre tworzywa sztuczne) oraz materiałów ogniotrwałych (takich jak ceramika). Cięcie waporyzacyjne jest również często stosowane przy cięciu materiałów laserem pulsacyjnym.
II Reaktywne cięcie topiące
W cięciu stopionym, jeśli pomocniczy strumień powietrza nie tylko wydmuchuje stopiony materiał w szwie tnącym, ale także może reagować z obrabianym przedmiotem w celu zmiany ciepła, tak aby dodać kolejne źródło ciepła do procesu cięcia, takie cięcie nazywa się reaktywnym cięcie stopu. Ogólnie gazem, który może reagować z przedmiotem obrabianym, jest tlen lub mieszanina zawierająca tlen.
Gdy temperatura powierzchni obrabianego przedmiotu osiągnie temperaturę punktu zapłonu, nastąpi silna egzotermiczna reakcja spalania, która może znacznie poprawić zdolność cięcia laserowego. W przypadku stali niskowęglowej i stali nierdzewnej energia dostarczana przez reakcję egzotermiczną spalania wynosi 60%. W przypadku metali aktywnych, takich jak tytan, energia dostarczana przez spalanie wynosi około 90%.
Dlatego w porównaniu z cięciem laserowym z odparowaniem i ogólnym cięciem z topieniem reaktywne cięcie z topieniem wymaga mniejszej gęstości mocy lasera, która wynosi tylko 1/20 tego, co cięcie z odparowaniem i 1/2 tego, co cięcie z topieniem. Jednak w reaktywnym topieniu i cięciu reakcja spalania wewnętrznego spowoduje pewne zmiany chemiczne na powierzchni materiału, co wpłynie na wydajność przedmiotu obrabianego.
Ⅲ Cięcie topiące
W procesie cięcia laserowego, jeżeli zostanie dodany pomocniczy układ nadmuchowy współosiowy z wiązką laserową, usuwanie stopionych substancji w procesie cięcia zależy nie tylko od samego odparowania materiału, ale przede wszystkim od efektu nadmuchu wysokiej - prędkość pomocniczego przepływu powietrza w celu ciągłego wydmuchiwania stopionych substancji z dala od szwu cięcia, taki proces cięcia nazywany jest cięciem topiącym.
W procesie topienia i cięcia temperatura przedmiotu obrabianego nie musi już być podgrzewana powyżej temperatury parowania, dzięki czemu można znacznie zmniejszyć wymaganą gęstość mocy lasera. Zgodnie z utajonym stosunkiem ciepła topienia i odparowywania materiału, moc lasera wymagana do topienia i cięcia wynosi tylko 1/10 mocy cięcia metodą odparowywania.
Ⅳ Trasowanie laserowe
Ta metoda jest stosowana głównie do: materiałów półprzewodnikowych; Wiązka laserowa o dużej gęstości mocy służy do rysowania płytkiego rowka na powierzchni przedmiotu obrabianego z materiału półprzewodnikowego. Ponieważ ten rowek osłabia siłę wiązania materiału półprzewodnikowego, można go przerwać metodami mechanicznymi lub wibracyjnymi. Jakość trasowania laserowego jest mierzona wielkością zanieczyszczeń powierzchniowych i strefą wpływu ciepła.
Ⅴ Cięcie na zimno
Jest to nowa metoda przetwarzania, która została zaproponowana wraz z pojawieniem się w ostatnich latach laserów ekscymerowych dużej mocy w paśmie ultrafioletowym. Jego podstawowa zasada: energia fotonów ultrafioletowych jest podobna do energii wiązania wielu materiałów organicznych. Użyj tak wysokoenergetycznych fotonów, aby uderzyć w wiążące wiązanie materiałów organicznych i je rozerwać. Tak, aby osiągnąć cel cięcia. Ta nowa technologia ma szerokie perspektywy zastosowań, zwłaszcza w przemyśle elektronicznym.
Ⅵ Cięcie termiczne
Podczas nagrzewania wiązką laserową kruche materiały są podatne na generowanie dużych naprężeń na swojej powierzchni, co może powodować pękanie poprzez punkty naprężeń nagrzanych laserem w schludny i szybki sposób. Taki proces cięcia nazywany jest laserowym cięciem termicznym. Mechanizm cięcia naprężeniami termicznymi polega na tym, że wiązka lasera ogrzewa pewien obszar kruchego materiału, aby wytworzyć wyraźny gradient temperatury.
Rozszerzanie nastąpi, gdy temperatura powierzchni przedmiotu obrabianego jest wysoka, podczas gdy niższa temperatura wewnętrznej warstwy przedmiotu obrabianego będzie utrudniać rozszerzanie, powodując naprężenia rozciągające na powierzchni przedmiotu obrabianego i promieniowe naprężenia wytłaczania na warstwie wewnętrznej. Kiedy te dwa naprężenia przekraczają granicę wytrzymałości na pękanie samego przedmiotu obrabianego. Na obrabianym przedmiocie pojawią się pęknięcia. Spraw, aby obrabiany przedmiot pękł wzdłuż pęknięcia. Szybkość cięcia termicznego wynosi m/s. Ta metoda cięcia jest odpowiednia do cięcia szkła, ceramiki i innych materiałów.
Streszczenie: Maszyna do cięcia laserowego to technologia cięcia, która wykorzystuje właściwości lasera i ogniskowanie soczewki w celu skoncentrowania energii w celu stopienia lub odparowania powierzchni materiału. Może osiągnąć zalety dobrej jakości cięcia, dużej prędkości, wielu materiałów tnących, wysokiej wydajności i tak dalej.