Laserleikkaus on tarkka ja tehokas valmistusprosessi, jossa käytetään näkymätöntä valonsädettä materiaalien leikkaamiseen, mikä tarjoaa lukuisia etuja perinteisiin mekaanisiin leikkausmenetelmiin verrattuna. Korkean tarkkuuden, nopean leikkausnopeuden ja monimutkaisten muotojen leikkaamisen ansiosta laserleikkaus on vähitellen korvaamassa perinteiset metallinleikkaustekniikat.
-
Laserleikkauslaitteiden kokoonpano
Laserleikkauskone koostuu useista avainkomponenteista, mukaan lukien lasergeneraattori, säteen jakelujärjestelmä, numeerinen ohjausliikejärjestelmä, automaattinen tarkennusleikkauspää, työpöytä ja korkeapainekaasunsyöttöjärjestelmä. Laserleikkausprosessiin vaikuttavat useat parametrit, joista osa riippuu lasergeneraattorin ja koneen teknisestä suorituskyvystä, kun taas toiset ovat vaihtelevia.
-
Laserleikkauksen tärkeimmät parametrit
Optimaalisen leikkaustuloksen saavuttamiseksi on tärkeää ymmärtää seuraavat keskeiset parametrit:
1. Sädetila
Sädetila, joka tunnetaan myös Gaussin tilana, on ihanteellinen leikkaustila, joka löytyy tyypillisesti pienitehoisista lasergeneraattoreista (<1 kW). Multi-mode, a mixture of high-order modes, has lower cutting ability and focusability compared to single-mode lasers.
| Pöytä. 1 yksimuotoinen laserleikkausprosessin parametrit yleisten materiaalien | |||||
| Materiaali | Paksuus (mm) | Apukaasu | Leikkausnopeus (cm/min) | Raon leveys (mm) | Laserteho (w) |
| Vähähiilinen teräs | 3 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Ruostumaton pannu | 1 | O2 | 150 | 0.1 | 250 |
| Titaaniseos | 10(40) | O2 | 280(50) | 1.50(3.5) | 250 |
| Orgaaninen läpinäkyvä lasi | 10 | N2 | 80 | 0.7 | 250 |
| Alumiinioksidi | 1 | O2 | 300 | 0.1 | 250 |
| Polyesterimatto | 10 | N2 | 260 | 0.5 | 250 |
| Puuvillakangas (monikerroksinen) | 15 | N2 | 90 | 0.5 | 250 |
| Pahvi | 0.5 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Aaltopahvi | 8 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Kvartsi lasia | 1.9 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Polypropeeni | 5.5 | N2 | 70 | 0.5 | 250 |
| Polystyreeni | 3.2 | N2 | 420 | 0.4 | 250 |
| Kova polyvinyylikloridi | 7 | N2 | 120 | 0.5 | 250 |
| Kuituvahvisteista muovia | 3 | N2 | 60 | 0.3 | 250 |
| Puu (vaneri) | 18 | N2 | 20 | 0.7 | 250 |
| Vähähiilinen teräs | 1 | N2 | 450 | 中 | 500 |
| 3 | N2 | 150 | --- | 500 | |
| 6 | N2 | 50 | 0.15 | 500 | |
| 1.2 | O2 | 600 | 0.15 | 500 | |
| 2 | O2 | 400 | 0.20 | 500 | |
| 3 | O2 | 250 | --- | 500 | |
| Ruostumaton teräs | 1 | O2 | 300 | --- | 500 |
| 3 | O2 | 120 | --- | 500 | |
| Vaneri | 18 | N2 | 350 | --- | 500 |
| Pöytä. 2 yleisten materiaalien monimuotoista laserleikkausparametria | ||||
| Materiaalit | Levyn paksuus (mm) | Leikkausnopeus (cm/min) | Raon leveys (mm) | Laserteho (kw) |
| Alumiini | 12 | 230 | 1 | 15 |
| Hiiliteräs | 6 | 230 | 1 | 15 |
| Ruostumaton teräs (0Cr18Ni9) | 4.6 | 130 | 2 | 20 |
| Boori/epoksikomposiitti | 8 | 165 | 1 | 15 |
| Kuitu/epoksikomposiitit | 12 | 460 | 0.6 | 20 |
| Vaneri | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Pleksilasi | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Lasi | 9.4 | 150 | 1 | 20 |
| Betoni | 38 | 5 | 6 | 8 |
2. Laserteho
Tarvittava laserteho riippuu leikattavasta materiaalista, materiaalin paksuudesta ja leikkausnopeusvaatimuksista. Laserteho vaikuttaa merkittävästi leikkauspaksuuteen, -nopeuteen ja uurteen leveyteen. Yleensä lasertehon lisääminen mahdollistaa paksumpien materiaalien leikkaamisen, nopeammat leikkausnopeudet ja leveämmät uurreleveydet.
3. Tarkennusasento
Tarkennusasennossa on merkittävä vaikutus uurteen leveyteen. Tyypillisesti kohdistus asetetaan noin 1/3 materiaalin paksuudesta pinnan alapuolelle, mikä johtaa maksimaaliseen leikkaussyvyyteen ja pienimpään uurreleveyteen.
4. Polttoväli
Paksuja teräslevyjä leikattaessa suositellaan pidempää polttoväliä korkealaatuisen pystysuoran leikkauspinnan saavuttamiseksi. Pidempi polttoväli johtaa suurempaan säteen halkaisijaan, mikä vähentää tehotiheyttä ja leikkausnopeutta. Tasaisen leikkausnopeuden ylläpitämiseksi lasertehoa on lisättävä. Ohuiden levyjen leikkaamiseen suositellaan lyhyempää polttoväliä, mikä johtaa pienempään säteen halkaisijaan, suurempaan tehotiheyteen ja nopeampaan leikkausnopeuteen.
5. Apukaasu
Happea käytetään yleisesti apukaasuna vähähiilisen teräksen leikkaamisessa, koska se hyödyntää rauta-happi-palamisreaktiota tehostaen leikkausprosessia, mikä johtaa nopeampiin leikkausnopeuksiin ja laadukkaisiin leikkauksiin. Apukaasun paine vaikuttaa leikkausprosessiin ja korkeammat paineet lisäävät kineettistä energiaa ja kuonanpoistokykyä.
6. Suuttimen rakenne
Suuttimen rakenne ja suuttimen koko vaikuttavat myös laserleikkauksen laatuun ja tehokkuuteen. Erilaiset leikkausvaatimukset edellyttävät erilaisten suuttimien käyttöä. Yleisiä suuttimien muotoja ovat pyöreät, kartiomaiset ja suorakaiteen muotoiset. Laserleikkauksessa käytetään tyypillisesti koaksiaalista (kaasuvirtauksen ja valoakselin kohdistettua) puhallusta, ja suuttimen ulostulon ja työkappaleen pinnan välisen etäisyyden ({{0}}.5-2,0 mm) säätäminen varmistaa vakaan leikkauksen. käsitellä asiaa.
| Pöytä. 3 esimerkkiä yleisten metallimateriaalien laserleikkausprosessiparametreista |
||||
| Materiaali | Paksuus mm | Apukaasu | Leikkausnopeus cm/min | Laserteho kW |
| Vähähiilinen teräs | 1 | O2 | 900 | 1000 |
| 1.5 | 300 | 300 | ||
| 3 | 200 | 300 | ||
| 6 | 100 | 1000 | ||
| 16.2 | 114 | 4000 | ||
| 35 | 50 | 4000 | ||
| 30CrMnSi | 1 | 200 | 500 | |
| 3 | 120 | 500 | ||
| 6 | 50 | 500 | ||
| Ruostumaton teräs | 0.5 | 450 | 250 | |
| 1 | 800 | 1000 | ||
| 1.6 | 456 | 1000 | ||
| 3.2 | 180 | 500 | ||
| 4.8 | 400 | 2000 | ||
| 6 | 80 | 1000 | ||
| 6.3 | 150 | 2000 | ||
| 12 | 40 | 2000 | ||
| Titaaniseos | 3 | 1300 | 250 | |
| 8 | 300 | 250 | ||
| 10 | 280 | 250 | ||
| 40 | 50 | 250 | ||
