A lézervágó technológiát mindenkinek ismeri. A lézervágó technológia olyan feldolgozási módszer, amely nagy energiájú sűrűségű lézernyalábot használ az anyagok pontos vágására. Széles körben használják a fém- és nem fém anyagok feldolgozásában. A leggyakoribb lézercsökkentő berendezés a lézercsökkentő gépek.
A lézeres vágógépek a lézerek vágási elvét használják. A lézervágás magja a nagy teljesítményű lézer által generált lézernyaláb. A reflektoron és a lencse rendszeren keresztül, különösen a fókuszáló lencsén keresztül a gerenda egy nagyon kicsi helyre fókuszálódik, általában csak több tíz mikron és több száz mikron átmérőjével, ezáltal nagyon nagy energia sűrűséggel a feldolgozott anyag felületén.
A nagy energiájú sűrűségű lézerek besugárzása alatt az anyag felülete gyorsan felmelegszik több ezer-tízezer Celsius fokig, így az anyag azonnal megolvad, elpárolog vagy éget. A fém anyagok esetében lehet oxidációs reakció is.
A lézervágási folyamat során gyakran kombinálva használják a nagynyomású kiegészítő gázokat (például oxigén, nitrogén, argon vagy sűrített levegő stb.). Egyrészt elősegítik az olvadt vagy párologtatott anyagok fújását, másrészt megvédik a vágási területet, csökkentik a hő által érintett zónát, és javítják a vágási minőséget és a sebességet.
A lézercsökkentés fő folyamatparaméterei a lézerteljesítmény vágása, a bemetszés szélessége, a vágási sebesség és a gázáramlási sebesség. Más tényezők, mint például a lézersugár minősége, a lencse fókusztávolságának, a defókusznak és a fúvóka, szintén nagy hatással vannak a lézervágásra.
(1) lézerteljesítmény
Az anyagi tulajdonságok esetében, ha az anyag felületének reflexióssága magas, akkor amikor a lézer besugározza az anyag felületét, akkor több energiát tükröződik vissza, ahelyett, hogy az anyag felszívja a vágáshoz. Ezért annak érdekében, hogy elegendő energiát biztosítsanak a vágáshoz, meg kell növelni a lézerteljesítményt. Hasonlóképpen, ha az anyag hővezető képessége jó, akkor a lézer besugárzás által generált hő gyorsan az anyag belsejében történik, ami megnehezíti a vágási terület hőmérsékletét, hogy a vágáshoz elegendő szintre emelkedjen. Ebben az esetben a lézeres energiát is meg kell növelni a vágási hatékonyság javítása érdekében. Ezenkívül a nagy olvadáspontú vágóanyagok nagyobb lézerteljesítményt és teljesítmény sűrűségét igényelnek. Ennek oka az, hogy a magas olvadási pontokkal rendelkező anyagok több energiát igényelnek az olvadáshoz vagy a párologtatáshoz, ezáltal elérve a vágás célját.
(2) vágási sebesség
Bizonyos teljesítményfeltételek mellett, amikor a lemez vastagsága növekszik, a lézernyalábnak be kell lépnie a mélyebb anyagrétegekbe a vágás befejezéséhez. A tanulmányok kimutatták, hogy a vágási sebesség és a vágási felület érdessége közötti kapcsolat nem egyszerű lineáris kapcsolat, hanem U alakú változási tendenciát mutat. Ez azt jelenti, hogy a különböző lemezvastagságú anyagok és a különböző vágási gáznyomás körülményei esetében optimális vágási sebesség -pont van. Ha ilyen sebességgel vágja, a vágott felület érdességének értéke minimalizálható, azaz a vágás a legegyszerűbb. Általánosságban elmondható, hogy minél gyorsabb a vágási sebesség, annál nagyobb a szükséges energia.
(3) Gáznyomás (gázáram)
Az olvadási vágási folyamat során a lézernyaláb az anyagot az olvadás hőmérsékletére melegíti. Ebben az időben a gáz a folyékony fémet fújta el, hogy bemetszést képezzen. A gáznyomásnak elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy hatékonyan eltávolítsa az olvadt fémet, és biztosítsa a vágás folytonosságát és a bemetszés tisztaságát. A gázáramlási sebesség a fúvóka formájához is kapcsolódik. A különböző fúvóka formák eltérő hatással vannak a gáz eloszlására és áramlási jellemzőire, tehát az alkalmazandó gázáramlási sebesség is eltérő lesz. A fúvóka kiválasztása és a gázáramlási sebesség beállításakor a konkrét vágási követelmények és az anyag tulajdonságainak megfelelően kell egyeznie és optimalizálni kell.
(4) sugárminőség, lencse fókusztávolság és defocus
A lézer által a sugár üzemmód kimenete elengedhetetlen a vágási hatás szempontjából. Az alapvető keresztirányú módot (TEM 00 mód) gerendát tekintik a legideálisabb gerenda üzemmódnak a lézervágásban, a kis gerenda átmérője és a koncentrált energia miatt. A kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy a bemetszés szélessége szinte megegyezik a lézer folt átmérőjével nem oxigénnel segített vágás esetén. A foltméret arányos a fókuszáló lencse fókusztávolságával, azaz annál hosszabb a fókusztávolság, annál nagyobb a folt; Minél rövidebb a fókuszt, annál kisebb a folt. Noha egy rövid fókusztávolságú lencséje kisebb helyet kaphat, a fókuszmélység ennek megfelelően is csökken. Minél kisebb a fókuszmélység, annál szigorúbb a távolságigény a munkadarab felületétől a lencse felé. A DeFocus érték nagy hatással van a vágási sebességre és a vágási mélységre, és változatlannak kell maradnia a vágási folyamat során. Általában a DeFocus érték negatív érték, vagyis a fókusz helyzetét egy bizonyos pontra helyezik a vágólemez felülete alatt.
(5) fúvóka
A fúvóka egy fontos elem, amely befolyásolja a lézervágás minőségét és hatékonyságát. A lézervágás általában koaxiális (légáramot és optikai tengelykoncentrikus) fúvókat használ, és a fúvóka átmérőjét a lemez vastagsága szerint kell kiválasztani. Ezenkívül a fúvóka és a munkadarab felületének távolsága szintén nagy hatással van a vágási minőségre. A vágási folyamat stabilitásának biztosítása érdekében ezt a távolságot állandóan kell tartani.
Ipari anyagok lézervágása
(1) fém anyagok lézervágása
Szinte minden fém anyag nagy reflektivitással rendelkezik az infravörös fény számára szobahőmérsékleten. Például az 1 0. A 6 μM szén -dioxid lézer abszorpciós sebessége csak 0,5%~ 10%. Ha azonban az energia sűrűsége meghaladja a fókuszált gerendát, akkor a felület mikrosekundumokban megolvadhat. A legtöbb olvadt fém abszorpciós sebessége hirtelen emelkedik, általában 60%~ 80%-ig. Ezért a szén -dioxid lézereket sok fémvágási gyakorlatban sikeresen alkalmazták.
A szénacéllemezek maximális vastagsága, amelyet a modern lézervágó rendszerek vághatnak, meghaladta a 2 {2}} mm -t. A szénacéllemezek vágási varrása kielégítő szélességtartományon belül oxigén-asszisztens olvadásvágó módszerrel szabályozható, és a vékony acéllemezek vágási varrása akár kb. 0,1 mm is lehet. A lézervágás hatékony feldolgozási módszer a rozsdamentes acél lemezekhez. Nagyon kicsi tartományon belül képes szabályozni a hővel érintett zónát, ezáltal megőrizve korrózióállóságát. A legtöbb ötvözött szerkezeti acél és ötvözött szerszám acél lézercsökkentéssel jó élvonalbeli minőséget kaphat.
Az alumínium és az alumíniumötvözetek nem vághatók oxigén-asszisztens olvadással. Olvadó vágási mechanizmust kell használni. Az alumínium lézercsökkentéshez nagyon nagy teljesítménysűrűség szükséges ahhoz, hogy a nagy reflexiós képességét 10,6 μm -es hullámhosszú lézerek legyőzzék. Az 1. 06 μm -es hullámhosszú YAG lézernyalábok nagymértékben javíthatják az alumínium lézercsökkentés vágási minőségét és sebességét, mivel azok magas abszorpciós sebességük van.
A repülőgép -gyártóiparban általánosan használt titán- és titánötvözetek intenzív kémiai reakciókkal rendelkeznek, amikor oxigént használnak segédgázként, és a vágási sebesség gyors, de könnyű oxidréteget képezni a vágóélen, és akár túlégést is okozhat.
Biztonságosabb az inert gázt kiegészítő gázként használni a vágási minőség biztosítása érdekében. A legtöbb nikkel-alapú ötvözet oxigén-asszisztens olvadással is vágható. A réz- és rézötvözeteknek túl magas a reflexiós képessége, és alapvetően nem vágható meg 10,6 μm -es szén -dioxid -lézerekkel.
(2) Nem fémes anyagok lézercsonta
A 10,6 μm-es CO2 lézernyalábot nem fémes anyagok könnyen felszívják. Alacsony reflexiós és párolgási hőmérséklete lehetővé teszi, hogy az abszorbeált fényenergia szinte az anyagba lépjen, és azonnali párologtatás lyukakat képez, és a vágási folyamat erényes ciklusába lép. A műanyagok, a gumi, a fa, a papír termékek, a bőr, a természetes szövetek és más szerves anyagok lézerrel vághatók le. A fa vastagságát azonban korlátozni kell. A fatáblák vastagsága 75 mm -en belül van, a laminátumok és a faforgácsdeszkák vastagsága körülbelül 25 mm. A szervetlen anyagok közül a kvarc és a kerámia lézerrel vágható le. Ez utóbbit szabályozott töréssel kell vágni, és nem szabad nagy teljesítményt használni. Az üveg és a kő általában nem alkalmas lézervágásra.
A hagyományos módszerekkel, például a kompozit anyagok és a cementált karbidok által nehéz feldolgozott anyagokat lézerrel lehet vágni, de az ésszerű vágási mechanizmusokat és a folyamatparamétereket kísérletekkel kell kiválasztani.
A lézercsökkentési technológia tényleges alkalmazása, a csökkentési hatékonyság javítása, a csökkentési minőség javítása és a csökkentési költségek csökkentése az egyik dolog, amelyet gyakran figyelembe kell venni.
A lézercsökkentési technológia fejlesztése a termelés hatékonyságának javítása, a minőség csökkentése és a költségek csökkentése érdekében a következő szempontokból lehet megtenni:
1. A lézertechnika fejlődésével a magasabb teljesítményű lézerek (például 10, {3}} watt lézerek) használata jelentősen növelheti a vágási sebességet, miközben csökkenti a hő által érintett zónákat és az anyagi deformációt, a vágást hatékonyabbá és jobb minőségűvé teszi, különösen a vastagabb anyagok vágásához.
2. Ésszerűen állítsa be a paramétereket, például a lézerteljesítményt, a vágási sebességet, a kiegészítő gáztípust és a nyomást, valamint a fúvóka és az anyag közötti távolságot, és részletes beállításokat készít konkrét anyagok és vágási követelmények alapján. Keresse meg az optimális paraméter -kombinációt több teszt révén, hogy javítsa a csökkentési hatékonyságot és a minőséget.
3. Az automatikus fókuszáló rendszeren keresztül a lézer fókusz helyzetét automatikusan beállítják az anyag vastagságának és típusának megfelelően a vágási pontosság biztosítása érdekében.
4. Csökkentse a nem vágási időt és javítsa az általános működési hatékonyságot azáltal, hogy a vágófejet gyorsan a következő vágási kiindulási pontra mozgatja.
5. automatikusan észlelje az anyag széleit és a dőlési szögeket, automatikusan beállítja a vágási útvonalat, csökkentse az anyaghulladékot és az előfeldolgozási időt.
6. Használja a CNC szoftvert a vágás szimulálásához, a legegyszerűbb vágási útvonal megtervezéséhez, az üres stroke csökkentéséhez, valamint az anyaghasználat és a vágási sebesség javításához.
7. Rendszeresen karbantartja és kiszolgálja a lézercsökkentőgépet, például a kopó alkatrészek cseréjét, az optikai alkatrészek tisztítását, a kalibráló berendezéseket stb., A berendezés hosszú távú stabil működésének biztosítása és az optimális vágási teljesítmény fenntartása érdekében.
8. Tartsa tisztán a lézeres vágógép munkakörnyezetét, megfelelő hőmérsékleten és mérsékelt páratartalommal, hogy elkerülje a por és a túlzott páratartalom hatását a berendezésre és a vágási hatásra.
9. Használjon fejlettebb CNC vezérlőrendszereket és szoftvereket a vezérlés pontosságának és a válasz sebességének javításához, valamint a bonyolultabb vágási feladatok támogatásához.
10. Folytassa a figyelmet a lézer -technológia új fejleményeire, például a hatékonyabb lézerforrásokra, a fejlettebb optikai rendszerekre, az intelligens szoftver algoritmusokra stb., A vágási képességek folyamatos fejlesztése érdekében.